自秦漢至隋，區地均為陳倉縣轄，唐乾元元年（758）改陳倉縣為寶雞縣。1971年10月，寶雞市升為省轄市，由原地轄寶雞市的渭濱、清姜二區合并設立渭濱區。以地處渭河之濱得名。

1996年，渭濱區面積501平方千米，人口約27.4萬人。轄5個街道、1個鎮、3個鄉：金陵街道、經二路街道、橋南街道、清姜街道、姜譚（路）街道、馬營鎮、神農鄉、石壩河鄉、高家村鄉。

1998年，石壩河鄉改為石鼓鎮，神龍鄉改為神龍鎮，高家村鄉改為高家鎮。

2000年第五次人口普查，渭濱區常住總人口328184人，其中：金陵街道35083人、經二路街道36776人、清姜街道53947人、姜譚街道29806人、橋南街道63456人、馬營鎮41164人、石鼓鎮21331人、神農鎮27343人、高家鎮19278人。

2002年，渭濱區轄5個街道、4個鎮：金陵街道、經二路街道、清姜街道、姜譚街道、橋南街道、馬營鎮、石鼓鎮、神農鎮、高家鎮。2003年3月1日，國務院批準（國函[2003]35號）：將原寶雞縣的晁峪鄉、八魚鎮劃歸寶雞市渭濱區管轄。

渭濱區轄5個街道、5個鎮、1個鄉，57個社區、121個村：金陵街道、經二路街道、清姜街道、姜譚街道、橋南街道、馬營鎮、石鼓鎮、神農鎮、高家鎮、八魚鎮、晁峪鄉。

2010年第六次人口普查，渭濱區常住總人口448189人，其中：金陵街道37677人，經二路街道49952人，清姜街道58057人，姜譚街道39401人，橋南街道101381人，馬營鎮56854人，石鼓鎮23871人，神農鎮23277人，高家鎮19988人，八魚鎮26601人，晁峪鄉11130人。

2011年，撤銷晁峪鄉，并入高家鎮。調整后，全區轄5個街道、5個鎮：金陵街道、經二路街道、清姜街道、姜譚街道、橋南街道、馬營鎮、石鼓鎮、神農鎮、高家鎮、八魚鎮。

2012年末，渭濱區面積842.4平方千米，戶籍人口440170人，常住人口45.06萬人。2013年末，渭濱區轄5個街道、5個鎮，共有56個社區、104個行政村，區政府駐經二路。