涪陵因烏江古名涪水，巴國先王陵墓多葬于此而得名。夏商至春秋前期，為濮人居住區。春秋中后期至戰國中期為巴國地（曾為巴國國都，巴先王陵墓所在地）。戰國中后期為楚國地。戰國后期為秦巴郡地。秦昭王30年（公元前277年）置枳縣，為今涪陵區境置縣之始。東漢時，分枳縣置平都縣。三國蜀漢時，增置漢平縣，隸涪陵郡（郡治彭水郁山鎮）。東晉永和三年（公元347年）置涪郡（又名枳城郡），為區境置郡之始。南北朝時，郡縣建置變化較大。

隋置涪陵縣（593年）、豐都縣、墊江縣，分隸巴郡、巴東郡和宕渠郡。唐武德元年（618年）置涪州，轄武隆縣、涪陵縣、隆化縣。北宋改隆化縣為賓化縣，建置同唐。南宋置涪州，轄涪陵縣、武隆縣。元置涪州，轄武龍縣。明置涪州，轄武龍縣（后改為武隆縣）。清置涪州，不領縣，隸重慶府。民國初（1913年），改涪州為涪陵縣，隸屬東川道（東川道）。民國17年直屬四川省。后隸屬于四川省第八區。

1950年1月置川東行署區涪陵專區，轄涪陵、南川、豐都、石柱、武隆、彭水、長壽7縣。1952年9月酉陽專區及所轄黔江、酉陽、秀山3縣并入涪陵專區。1953年墊江縣劃入涪陵專區。1958年長壽縣劃歸重慶市。1968年涪陵專區改為涪陵地區。1983年撤銷涪陵縣設立涪陵市（縣級）。1988年分黔江、酉陽、石柱、秀山、彭水5縣，設立黔江地區。

1995年11月5日，國務院批準（國函[1995]106號）撤銷涪陵地區和縣級涪陵市，設立地級涪陵市；1996年1月，正式撤銷原縣級涪陵市，設立枳城區、李渡區；地級涪陵市轄枳城、李渡2區和墊江、武隆、豐都3縣，代管南川市。枳城區面積1431平方千米，人口57.2萬人，轄5街道6鎮8鄉，區政府駐敦仁街道；李渡區面積1400.8平方千米，人口49.5萬人，轄12鎮6鄉，區政府駐李渡鎮。

1996年9月15日，涪陵市劃歸重慶市代管。1997年，涪陵市劃歸重慶直轄市管轄。1997年12月20日，經中共中央辦公廳和國務院辦公廳批準，撤銷原地級涪陵市和枳城區、李渡區，設立重慶市涪陵區，重慶市涪陵區轄原枳城區、李渡區的行政區域；原涪陵市所轄的武隆縣、豐都縣、墊江縣，代管的南川市，改歸重慶市直接管轄（1998年6月？正式實施）。

2000年第五次人口普查，涪陵區常住總人口1134080人，其中：敦仁街道49280人、崇義街道44645人、荔枝街道97239人、江北街道44406人、江東街道39677人、百勝鎮40464人、珍溪鎮26460人、清溪鎮22567人、南沱鎮35450人、焦石鎮22996人、白濤鎮32433人、馬武鎮18995人、青羊鎮26966人、龍潭鎮32436人、堡子鎮26905人、龍橋鎮26934人、藺市鎮25011人、新妙鎮31269人、石沱鎮22925人、鎮安鎮26982人、義和鎮36692人、李渡鎮53413人、致韓鎮24013人、叢林鄉14021人、中峰鄉22538人、仁義鄉24227人、土地坡鄉10695人、羅云鄉17271人、卷洞鄉6827人、大木鄉3818人、山窩鄉15659人、龍塘鄉6930人、天臺鄉12296人、梓里鄉11693人、酒店鄉14951人、太和鄉5992人、同樂鄉16365人、聚寶鄉8284人、新村鄉13429人、明家鄉24348人、增福鄉21359人、惠民鄉16428人、兩匯鄉15862人、石和鄉11154人、石龍鄉12805人、橋南開發區18970人。

2002年4月30日，龍塘鄉更名為武陵山鄉（渝府[2002]50號）。2002年末，涪陵區戶籍總人口111.46萬人，其中非農業人口27.61萬人。轄5個街道（敦仁、崇義、江東、江北、荔枝）、18個鎮（珍溪、百勝、清溪、南沱、白濤、焦石、李渡、鎮安、義和、致韓、馬武、龍潭、青羊、新妙、石沱、藺市、堡子、龍橋）、22個鄉（仁義、中峰、叢林、山窩、武陵山、卷洞、羅云、酒店、石龍、惠民、明家、同樂、兩匯、增福、石和、新村、聚寶、太和、梓里、天臺、大木、土地坡），63個居委會、356個村委會。

2003年10月21日，將叢林鄉杉樹灣村5組劃歸珍溪鎮管轄。調整后，叢林鄉面積75.813平方千米，總人口13928人；珍溪鎮面積52.128平方千米，總人口26551人（渝府[2003]233號）。

2004年末，全區戶籍總人口37.23萬戶111.57萬人，其中農業人口81.10萬人，非農業人口30.47萬人；轄5個街道、17個鎮、22個鄉、兩個管委會，63個社區、354個村（《涪陵年鑒2005》數據）。

2007年末，全區面積2941.46平方千米，戶籍總人口113.45萬人，其中城鎮人口52.82萬人；農業人口80.83萬人，非農業人口32.62萬人；轄5個街道、17個鎮、22個鄉、1個管委會、1個示范區，共有63個社區、354個行政村。

2008年5月15日，經市政府批準，涪陵區撤銷李渡鎮、龍橋鎮、白濤鎮、鎮安鎮、堡子鎮、致韓鎮、石龍鄉、中峰鄉、仁義鄉、叢林鄉、土地坡鄉、天臺鄉、卷洞鄉、山窩鄉、梓里鄉、酒店鄉、惠民鄉、太和鄉、聚寶鄉、新村鄉、石和鄉、兩匯鄉；設立涪陵區李渡街道、龍橋街道、白濤街道；將明家鄉更名為大順鄉；調整崇義街道、敦仁街道、荔枝街道、江東街道、江北街道、義和鎮、百勝鎮、焦石鎮、珍溪鎮、清溪鎮、馬武鎮、龍潭鎮、新妙鎮、石沱鎮、藺市鎮、同樂鄉的行政區域；保留南沱鎮、青羊鎮、增福鄉、羅云鄉、大木鄉、武陵山鄉的行政區域和政府駐地不變（渝府[2008]68號）

2010年第六次人口普查，涪陵區常住總人口1066714人，其中：敦仁街道105296人，崇義街道75746人，荔枝街道156753人，江北街道36538人，江東街道51078人，李渡街道88124人，龍橋街道34541人，白濤街道46160人，南沱鎮26447人，青羊鎮16197人，百勝鎮41114人，珍溪鎮50017人，清溪鎮29285人，焦石鎮23454人，馬武鎮32360人，龍潭鎮36511人，藺市鎮41730人，新妙鎮34299人，石沱鎮26144人，義和鎮37390人，羅云鄉14940人，大木鄉3200人，武陵山鄉6360人，大順鄉18844人，增福鄉15527人，同樂鄉18659人。

2014年，珍溪鎮、藺市鎮、新妙鎮共3個鎮被列為全國重點鎮。