秦、漢、南北朝時歸會稽郡海鹽縣。唐天寶十年（741年）置華亭縣后，直至清初該區一直屬華亭縣境。清雍正四年（1726年）析華亭縣東南部白沙、云間二鄉置奉賢縣，因河流奉賢涇得名，一說相傳孔子高徒吳國人言偃（子游）曾來此，故取奉先賢之意為名。雍正四年正式建縣，隸松江府。縣駐地初設在南橋，雍正九年遷青村堡（今奉城），民國元年（1912年）復遷南橋。

民國廢松江府直屬江蘇省。日偽時期隸上海特別市，曾改為區。1949年5月后隸屬于蘇南行政公署松江專區，1952年隸屬江蘇省松江專區。1958年撤銷松江專區屬蘇州專區，同年11月劃歸上海市。2001年1月9日，國務院批準（國函[2001]2號）：撤銷奉賢縣，設立奉賢區，以原奉賢縣的行政區域為奉賢區的行政區域。區人民政府駐南橋鎮。

1933年冬，南匯縣15個鄉鎮的3.5萬余畝農田（金匯橋和蕭塘以北東西長約10余千米，南北寬約1.5千米的南匯縣插花地帶）劃入奉賢縣。1942年松江縣的柘林鎮劃入。解放初期，全縣設6個區、1個縣屬鎮（南橋），72鄉。1950年阮巷鄉劃歸松江縣，松江縣　缺地區劃入。1957年撤區并鄉，全縣有1個鎮（南橋）、15個大鄉，290個農業生產合作社。1958年起建立人民公社，實行“政社合一”。1959建奉賢鹽場。1961年，由新寺公社析建胡橋公社。1962年，增設齊賢、塘外2個公社。1979年建新海公社。

1983年初，全縣有1個縣屬鎮、18個公社、1個鹽場。1984年5月，政社分設；新寺鄉析5村1隊（海洋漁業隊）和鹽場組建為柘林鄉。1986年，析平安、四團2鄉設立邵廠鄉，析奉城、平安、四團3鄉設立洪廟鄉，奉城鄉撤鄉設鎮（一說1985年）。1994年，新寺、金匯、平安、柘林、莊行、泰日、胡橋、洪廟、四團、青村、頭橋、蕭塘（改為西渡鎮）、齊賢、奉新、錢橋、光明16個鄉撤鄉設鎮。1995年，塘外、邵廠、江海、鄔橋4個鄉撤鄉設鎮。

1995年末，奉賢縣境東和東北與南匯縣為鄰，北與閔行區東部接壤及隔黃浦江與閔行區南部相望，西與松江縣、金山縣交界，南瀕杭州灣，面積687.66平方千米，人口52萬人，縣政府駐南橋，轄南橋、江海、邵廠、平安、四團、洪廟、頭橋、泰日、金匯、西渡、鄔橋、莊行、齊賢、青村、奉城、塘外、錢橋、光明、新寺、胡橋、柘林、奉新等22個鎮，市屬五四、星火，燎原3農場在縣境內。1998年設立奉賢海灣旅游區（管委會與奉新鎮政府合署辦公）。

2000年第五次人口普查，奉賢縣總人口624285人。其中：南橋鎮75137人、奉城鎮38610人、江海鎮50225人、西渡鎮39203人、鄔橋鎮22873人、新寺鎮14295人、胡橋鎮24643人、莊行鎮26043人、齊賢鎮18971人、金匯鎮19734人、泰日鎮29589人、頭橋鎮34720人、四團鎮30545人、平安鎮20640人、塘外鎮14956人、青村鎮27435人、光明鎮18198人、錢橋鎮21683人、奉新鎮10530人、柘林鎮15262人、洪廟鎮24544人、邵廠鎮12036人、五四農場9837人、星火農場12034人、燎原農場4435人、奉浦開發區8107人。

2001年，奉賢區轄22個鎮：南橋鎮、江海鎮、奉城鎮、塘外鎮、洪廟鎮、平安鎮、邵廠鎮、西渡鎮、鄔橋鎮、頭橋鎮、四團鎮、泰日鎮、青村鎮、莊行鎮、胡橋鎮、錢橋鎮、金匯鎮、齊賢鎮、光明鎮、柘林鎮、新寺鎮、奉新鎮。

2002年4月，將22個鎮撤并為16個鎮：撤銷南橋鎮、江海鎮，設立新的南橋鎮；撤銷奉城鎮、洪廟鎮、塘外鎮，設立新的奉城鎮；撤銷平安鎮、邵廠鎮，設立新的平安鎮；撤銷柘林鎮、奉新鎮，設立新的柘林鎮；撤銷金匯鎮、齊賢鎮，設立新的金匯鎮。。2002年末，全區共16個鎮（南橋鎮、奉城鎮、平安鎮、西渡鎮、鄔橋鎮、頭橋鎮、四團鎮、泰日鎮、青村鎮、莊行鎮、胡橋鎮、錢橋鎮、金匯鎮、光明鎮、柘林鎮、新寺鎮），4個開發區，290個村、64個居委會，5個管理小區。（注：另一數據為287個村委會、63個居委會；出處不同，數據略有不同）

2003年11月26日，奉賢區人民政府公告：根據滬府[2003]108號文件精神，將16個鎮調整為7個鎮。具體為：撤銷南橋鎮、西渡鎮建制，建立新的南橋鎮；撤銷奉城鎮、頭橋鎮建制，建立新的奉城鎮；撤銷四團鎮、平安鎮建制，建立新的四團鎮；撤銷柘林鎮、胡橋鎮、新寺鎮建制，建立新的柘林鎮；撤銷莊行鎮、鄔橋鎮建制，建立新的莊行鎮；撤銷金匯鎮、泰日鎮建制，建立新的金匯鎮；撤銷青村鎮、光明鎮、錢橋鎮建制，建立新的青村鎮。同月，星火農場、五四農場、星火開發區、海灣旅游開發區等范圍內建立一個新鎮，命名為海灣鎮。【注：星火農場、五四農場、燎原農場（已并入五四農場）以及原來已經并入柘林鎮的奉新鎮，以這些區域設立海灣鎮；2005年9月16日，海灣鎮正式掛牌成立】

2003年末，奉賢區轄8個鎮，60個居委會、289個村委會，人口50.87萬人。2004年6月30日，奉賢區轄8個鎮，63個居委會、289個村委會。2004年9月30日，奉賢區轄8個鎮，65個居委會、276個村委會。2005年末，奉賢區轄8個鎮：南橋鎮、莊行鎮、金匯鎮、柘林鎮、青村鎮、奉城鎮、四團鎮、海灣鎮，共有74個居委會、270個村委會。2006年，上海化學工業區奉賢分區新增漁業新村社區。2007年末，全區戶籍人口51.56萬人，轄8個鎮，82個居委會、252個村委會。2008年對全區村（居）委會作較大幅度調整。

2010年第六次人口普查，奉賢區常住總人口1083463人，其中：南橋鎮361185人，奉城鎮176938人，莊行鎮62388人，金匯鎮108264人，四團鎮65389人，青村鎮89163人，柘林鎮62589人，海灣鎮28457人，上海工業綜合開發區57341人，臨海社區15413人，上海市奉賢區海灣旅游區29151人，奉賢區現代農業園區16710人，上海海港綜合經濟開發區10475人。

2011年，成立奉浦社區、金海社區。2011年末，奉賢區面積720.44平方千米，戶籍人口20.35萬戶52.35萬人，轄8個鎮：南橋鎮、奉城鎮、莊行鎮、金匯鎮、四團鎮、青村鎮、柘林鎮、海灣鎮，共有97個居委會、178個行政村。2012年末，奉賢區面積687.39平方千米，常住人口112.99萬人，其中外來人口57.15萬人。轄8個鎮100個居委會、2個社區，177個行政村。區政府駐南橋鎮解放東路928號。

2013年末，奉賢區面積720.44平方千米。戶籍人口52.53萬人；常住人口115.42萬人，其中外來人口62.89萬人。轄8個鎮，107個居委會（比上年末增加7個）、177個行政村。

2015年6月1日，市政府（滬府[2015]40號）批復同意莊行鎮政府駐地從莊良路80號遷移至新苑路8號。