自東漢以來，歷代均為郡、州、道、路、府等之治所。1949年12月析南鄭縣城區及近郊石馬、漢水兩鄉置南鄭市，次年南鄭縣治遷十八里鋪（今漢臺區鋪鎮），并于市兼設陜南行署區。1951年屬南鄭專區。1953年6月南鄭市改由省直轄；10月改南鄭專區為漢中專區，南鄭市為漢中市。1958年漢中市改由地轄，撤銷南鄭縣及褒城縣部分區域并入漢中市。1961年析漢中市漢江以南地于周家坪（即今南鄭縣城）重設南鄭縣。1963年漢中市升為省轄市（地級）。

1964年撤銷漢中市，設漢中縣，屬漢中專區。1969年屬漢中地區。1980年改漢中縣為漢中市（縣級）。1996年2月21日，國務院批準（國函[1996]11號）同意撤銷漢中地區和縣級漢中市，設立地級漢中市。漢中市設立漢臺區，漢臺區轄原漢中市的東大街、東關、漢中路、中山街、北關、舒家營、鑫源、大河坎8個街道，河東店、宗營、武鄉、鋪鎮、龍江5個鎮和漢王、老君、望江、七里4個鄉，區政府駐原漢中市中山街。

1992年10月撤區并鄉建鎮，將原來的3區、1鎮、24鄉合并為16個鎮、鄉、街道。1995年，為配合漢中地區撤銷地設市的需要，撤銷南鄭縣大河坎鎮，設立大河坎街道，同時將大河坎街道劃歸漢中市管轄。1997年，撤銷漢臺區大河坎街道，設立大河坎鎮，同時將大河坎鎮劃歸南鄭縣管轄。

1997年，漢臺區面積556平方千米，人口48萬人。轄7個街道、8個鎮、2個鄉：中山街道、漢中路街道、北關街道、鑫源街道、東大街街道、東關街道、舒家營街道、武鄉鎮、宗營鎮、老君鎮、鋪鎮鎮、七里鎮、河東店鎮、漢王鎮、龍江鎮、徐家坡鄉、望江鄉。區政府駐中山街道。（214個行政村、70個居委會）

2000年第五次人口普查，漢臺區常住總人口503871人，其中：北關街道82711人、東大街街道29156人、漢中路街道55311人、中山街街道29510人、東關街道46675人、鑫源街道11342人、舒家營街道10230人、鋪鎮46853人、武鄉鎮28611人、河東店鎮22602人、龍江鎮24388人、宗營鎮27776人、七里鎮31336人、老君鎮24138人、漢王鎮15519人、望江鄉10249人、徐家坡鄉7464人。

2002年前后，漢臺區轄8個街道、7個鎮、2個鄉：北關街道、東大街街道、漢中路街道、中山街街道、東關街道、鑫源街道、舒家營街道、七里街道、鋪鎮鎮、武鄉鎮、河東店鎮、龍江鎮、宗營鎮、老君鎮、漢王鎮、望江鄉、徐家坡鄉。共有214個行政村、33個居委會。

2010年第六次人口普查，漢臺區常住總人口534923人，其中：北關街道102960人，東大街街道29407人，漢中路街道59560人，中山街街道34925人，東關街道50687人，鑫源街道15554人，舒家營街道9389人，七里街道38649人，鋪鎮46300人，武鄉鎮24861人，河東店鎮25588人，龍江鎮21616人，宗營鎮24909人，老君鎮26089人，漢王鎮11391人，望江鄉7821人，徐家坡鄉5217人。

2011年，撤銷望江鄉、徐家坡鄉合并設立徐望鎮，撤銷龍江鎮和舒家營街道合并設立龍江街道。調整后，漢臺區轄8個街道、7個鎮：北關街道、東大街街道、漢中路街道、中山街街道、東關街道、龍江街道、鑫源街道、七里街道、鋪鎮、武鄉鎮、河東店鎮、宗營鎮、老君鎮、漢王鎮、徐望鎮。

2012年末，漢臺區面積545.6平方千米，戶籍人口562851人，常住人口53.62萬人。2013年末，漢臺區轄8個街道、7個鎮，共有52個社區、202個行政村，區政府駐中山街。

2015年，撤并51個行政村，保留150個行政村。