古為邕州城郊、1949年前屬邕西鎮，1950年屬第三區，1953年屬第四區。1955年設白蒼嶺街道，1958年改衡陽公社，1979年4月改縣級城區建制，1980年更名城北區。建區時面積22平方千米，人口12萬人，轄6個居委會和1個農業生產大隊。

1996年，城北區面積23平方千米，人口約25萬人。轄3街道：衡陽街道、北湖街道、西鄉塘街道。區政府駐衡陽西路11號。2000年第五次人口普查，城北區總人口392726人，其中：北湖街道155180人，衡陽街道78918人，西鄉塘街道158628人。

2001年12月南寧市郊區撤銷后，將原郊區的金陵鎮、雙定鎮、那龍鎮、心圩鎮和上堯鄉的秀廂、秀靈、萬秀、友愛、新村5個村劃歸南寧市城北區管轄。城北區面積526平方千米，人口39.95萬人（其中非農業人口28.98萬人），轄3個街道、4個鎮，52個社區、32個行政村。2002年末人口51.56萬人。

2003年4月8日，南寧市委、市政府撤銷興寧區安吉鎮，成立城北區安吉街道辦事處和興寧區安寧街道辦事處。原安吉鎮的蘇盧、屯淥、屯里、大塘4個行政村劃歸城北區安吉街道辦事處管轄，面積20.1平方千米，人口1.2萬人，辦事處辦公地址設在原安吉鎮政府大院。興寧區與城北區的城區界線，以現行的村界為區界。6月6日，市委、市政府決定將原城北區管轄的心圩鎮劃給南寧高新技術產業開發區代管。

2003年末，城北區面積530平方千米，總人口49.84萬人。其中，非農業人口38.72萬人，農業人口11.12萬人。轄4個街道、4個鎮：衡陽街道、北湖街道、西鄉塘街道、安吉街道、金陵鎮、雙定鎮、心圩鎮、那龍鎮。共47個社區、28個行政村，

城北區位于南寧市區西北部，面積546平方千米。常住人口460025人（2004年末），其中非農業人口345031人、農業人口114994人。轄4個街道、4個鎮，48個社區、28個行政村。區政府駐衡陽西路11號。郵編530001，行政區劃代碼450104。

2004年9月15日經國務院批準（國函[2004]79號）調整南寧市部分行政區劃：撤銷南寧市城北區。將原城北區劃歸西鄉塘區管轄。