北碚，因有巨石伸入嘉陵江中，曰碚，又因在渝州之北，故名北碚。南齊時曾設東陽郡，清代為巴縣之白碚鎮。1923年設江（北）、巴（縣）、璧（山）、合（川）四縣特組峽防團務局。1936年，劃江北、璧山、巴縣的2鎮3鄉成立嘉陵江三峽鄉村建設實驗區。1942年改為北碚管理局。1949年改稱北碚管理處，1951年為川東行署轄北碚市。1953年撤市改區，為重慶市第六區。1955年改為北碚區。

1995年初，重慶市進行行政區劃調整，北碚區轄天生、朝陽2個街道和歇馬、龍鳳橋、天府、童家溪、澄江、蔡家崗、東陽、北溫泉、施家梁9個鎮，以及從原江北縣劃入的水土、復興、靜觀、柳蔭、三圣、偏巖6個鎮和皮家山、石壩2個鄉。全區總面積753.4平方千米，總人口約62萬人。區政府駐天生街道碚峽西路。

2000年，撤銷石壩鄉，設立石壩鎮；撤銷皮家山鄉，設立金刀峽鎮。調整后，北碚區轄天生、朝陽2個街道和歇馬、龍鳳橋、天府、童家溪、澄江、蔡家崗、東陽、北溫泉、施家梁、水土、復興、靜觀、柳蔭、三圣、偏巖、石壩、金刀峽17個鎮。

2000年第五次人口普查，北碚區常住總人口總人口646577人，其中：天生街道87054人、朝陽街道35027人、東陽鎮47623人、歇馬鎮56346人、澄江鎮38974人、蔡家崗鎮29543人、童家溪鎮17837人、天府鎮44737人、龍鳳橋鎮31958人、北溫泉鎮35217人、施家梁鎮11757人、水土鎮44993人、靜觀鎮54490人、柳蔭鎮26589人、復興鎮38745人、三圣鎮12170人、偏巖鎮14058人、石壩鎮15902人、金刀峽鎮3557人。

2002年7月31日，重慶市政府（渝府[2002]124號）批復同意北碚區政府駐地從碚峽西路9號遷至新區9—11號地。

2002年末，北碚區戶籍總人口64.02萬人，其中非農業人口27.46萬人。轄天生、朝陽2個街道和東陽、澄江、歇馬、蔡家崗、董家溪、天府、龍鳳橋、施家梁、北溫泉、水土、靜觀、柳蔭、復興、三圣、偏巖、石壩、金刀峽17個鎮，73個居委會、301個村委會。

2004年4月，重慶市政府批復同意撤銷北溫泉鎮、龍鳳橋鎮、東陽鎮，設立北溫泉街道、龍鳳橋街道、東陽街道；7月，3個街道辦事處正式掛牌成立。

2005年8月23日，重慶市政府（渝府[2005]172號）批復同意撤銷偏巖鎮、石壩鎮，調整金刀峽鎮、三圣鎮行政區域。具體為：撤銷偏巖鎮，并入金刀峽鎮；撤銷石壩鎮，并入三圣鎮。至此，全區轄5個街道、12個鎮：天生街道、朝陽街道、北溫泉街道、東陽街道、龍鳳橋街道、歇馬鎮、澄江鎮、蔡家崗鎮、童家溪鎮、天府鎮、施家梁鎮、水土鎮、靜觀鎮、柳蔭鎮、復興鎮、三圣鎮、金刀峽鎮。

2010年第六次人口普查，北碚區常住總人口680360人，其中：天生街道124728人，朝陽街道38127人，北溫泉街道84847人，東陽街道40143人，龍鳳橋街道33981人，歇馬鎮60933人，澄江鎮28056人，蔡家崗鎮35564人，童家溪鎮21820人，天府鎮30980人，施家梁鎮8773人，水土鎮44551人，靜觀鎮43674人，柳蔭鎮17505人，復興鎮33621人，三圣鎮19305人，金刀峽鎮13752人。