南川歷史悠久。春秋時為巴國屬地，戰國時屬楚國枳邑，秦至南北朝西魏屬巴縣郡枳縣，北周至隋朝屬巴郡（渝州）巴縣。唐貞觀十一年（637年）析置隆化縣，以城西永隆山得名。先天元年（712年）避唐玄宗李隆基諱，改名為賓化縣。北宋祐皇五年（1053年）改賓化縣為賓化砦，隸夔州涪州。熙寧三年（1070年）復名隆化縣。熙寧八年（1075年）以渝州南川縣（治今綦江城區北岸）、涪州隆化縣置夔州路南平軍。南宋嘉熙三年（1239年）南平軍治遷隆化縣（廢古南川縣）。

元至元二十二年（1285年）廢南平軍，改隆化縣為南川縣。南川者南江之別名也。南江在綦，而其一源出自南川，遂以南川之名名其發源縣。明洪武九年（1376年），南川縣隸四川布政使司重慶府。清順治三年（1646年）隸四川省重慶府。嘉慶七年（1802年）隸四川省川東道重慶府。民國元年（1912年）南川縣隸四川軍政府；二年（1913年）隸四川省川東道；三年（1914年）隸四川省東川道；十七年（1928年）隸四川省；二十四年（1935年）隸四川省第八行政督察區（治酉陽縣）。

1950年南川縣隸川東行署涪陵專區，1952年屬四川省涪陵專區；1968年屬涪陵地區。1994年4月5日，民政部（民行批[1994]54號）批復同意撤銷南川縣，設立南川市（縣級）；6月10日四川省政府（川府函[1994]246號）批復同意撤銷南川縣，設立南川市。1996年3月，南川市由涪陵市（地級）代管。1997年12月，經國務院辦公廳批準，南川市直接隸屬重慶直轄市。2006年10月22日，國務院（國函[2006]110號）批準同意撤銷南川市，設立重慶市南川區。

1992年，南川縣撤區并鄉建鎮。1996年，南川市面積2601.9平方千米，人口約62.6萬人。轄16鎮16鄉。市政府駐隆化鎮。

1998年，大觀鎮析出恢復河圖、土溪兩鄉。調整后，南川市轄隆化、三泉、南坪、神童、文鳳、大觀、興隆、太平場、白沙、水江、石墻、金山、頭渡、大有、合溪、鳴玉16個鎮和石蓮、嶺壩、木涼、乾豐、魚泉、青龍、騎龍、德隆、慶元、古花、馬嘴、民主、冷水關、石溪、福壽、沿塘、峰巖、河圖、土溪、鐵村莊、中橋21個鄉。

2000年第五次人口普查，南川區常住總人口631853人，其中：隆化鎮144119人、三泉鎮14512人、南平鎮30865人、神童鎮8875人、文鳳鎮26761人、大觀鎮23801人、興隆鎮24656人、太平場鎮17771人、白沙鎮11148人、水江鎮39837人、石墻鎮9269人、金山鎮13692人、頭渡鎮9575人、大有鎮13808人、合溪鎮11308人、鳴玉鎮16954人、石蓮鄉7810人、嶺壩鄉6344人、木涼鄉9859人、河圖鄉8954人、土溪鄉8673人、乾豐鄉9101人、騎龍鄉10802人、青龍鄉7120人、魚泉鄉8345人、中橋鄉10474人、鐵村鄉9947人、德隆鄉8418人、慶元鄉12887人、古花鄉12418人、馬嘴鄉7758人、蜂巖鄉10637人、民主鄉11465人、冷水關鄉12332人、石溪鄉16385人、福壽鄉12087人、沿塘鄉13086人。

2001年8月31日，重慶市政府（渝府[2001]212號）批準同意南川市將37個鄉鎮調整為34個街、鎮、鄉：撤銷隆化鎮、文鳳鎮和沿塘、青龍、嶺壩、馬嘴4個鄉，新建東城、南城、西城3個街道，擴大三泉、水江、南平、大有4個鎮行政區域，保留27個鄉鎮。調整后，鄉鎮平均面積由調整前的70.3平方千米擴大至76.5平方千米，平均人口由調整前的17370人增至18903人。

2002年末，南川市戶籍總人口64.31萬人，其中非農業人口8.95萬人。轄3個街道、14個鎮、17個鄉：東城街道、南城街道、西城街道、三泉鎮、南平鎮、神童鎮、鳴玉鎮、大觀鎮、興隆鎮、太平場鎮、白沙鎮、水江鎮、石墻鎮、金山鎮、頭渡鎮、大有鎮、合溪鎮、石蓮鄉、木涼鄉、河圖鄉、土溪鄉、乾豐鄉、騎龍鄉、魚泉鄉、中橋鄉、鐵村鄉、德隆鄉、慶元鄉、古花鄉、峰巖鄉、民主鄉、冷水關鄉、石溪鄉、福壽鄉。共有59個居委會、352個村委會。

2006年9月，南川市人民政府上報《關于調整鄉鎮行政區劃建制的請求》。重慶市人民政府于9月26日正式行文，批準南川市撤銷中橋等十個鄉的建制（渝府[2006]190號）。后根據《國務院辦公廳關于暫停縣級以下行政區劃調整審批工作的通知》（國辦函[2006]74號）精神，重慶市人民政府作出南川市鄉鎮行政區劃調整暫緩實施的決定。

2006年10月22日，國務院批準同意撤銷南川市，設立重慶市南川區。以原南川市的行政區域為南川區的行政區域，南川區政府駐東城街道。2006年末，全區總人口65.07萬人，其中農業人口55.21萬人，非農業人口9.86萬人。

2009年6月4日，重慶市政府（渝府[2009]75號）批準同意撤銷土溪鄉，設立黎香湖鎮。

2010年第六次人口普查，南川區常住總人口534329人，其中：東城街道84164人，南城街道80485人，西城街道40126人，三泉鎮13822人，南平鎮32888人，神童鎮6781人，鳴玉鎮11934人，大觀鎮20538人，興隆鎮20489人，太平場鎮10208人，白沙鎮6412人，水江鎮50918人，石墻鎮6832人，金山鎮10609人，頭渡鎮7255人，大有鎮10040人，合溪鎮6604人，黎香湖鎮5149人，石蓮鄉5153人，木涼鄉6770人，河圖鄉5059人，乾豐鄉5174人，騎龍鄉6249人，魚泉鄉6532人，中橋鄉7668人，鐵村鄉7657人，德隆鄉5279人，慶元鄉7407人，古花鄉7221人，峰巖鄉6473人，民主鄉7092人，冷水關鄉7345人，石溪鄉9982人，福壽鄉8014人。

2012年12月5日，重慶市政府（渝府[2012]100號）批準同意撤銷魚泉鄉，設立山王坪鎮。2014年12月30日，重慶市政府（渝府[2014]91號）批復同意撤銷木涼鄉，設立木涼鎮。調整后，南川區轄3個街道、17個鎮、14個鄉。