漢置始安縣，唐改臨桂縣，1912年入桂林府，1913年改桂林縣，1939年復置臨桂縣。1983年10月8日，國務院批準將桂林地區的臨桂縣劃歸桂林市管轄。2013年，撤銷臨桂縣，設立桂林市臨桂區。

1996年，臨桂縣面積2194平方千米，人口約44萬人。轄6個鎮、8個鄉（其中2個民族鄉）：臨桂鎮、五通鎮、六塘鎮、兩江鎮、廟嶺鎮、會仙鎮、南邊山鄉、保寧鄉、四塘鄉、中庸鄉、渡頭鄉、茶洞鄉、宛田瑤族鄉、黃沙瑤族鄉。縣政府駐臨桂鎮。

2000年第五次人口普查，臨桂縣總人口424182人。其中：臨桂鎮36919人，六塘鎮42123人，會仙鎮50351人，兩江鎮45377人，五通鎮38985人，廟嶺鎮39685人，南邊山鄉26447人，四塘鄉39458人，茶洞鄉20547人，渡頭鄉23563人，保寧鄉16348人，中庸鄉17836人，宛田瑤族鄉21581人，黃沙瑤族鄉4962人。

2001年12月31日，廣西壯族自治區政府（桂政函[2001]478號）同意將臨桂鎮與廟嶺鎮合并為臨桂鎮，原臨桂鎮、廟嶺鎮所轄的行政區域全部歸臨桂鎮管轄，臨桂鎮政府駐原臨桂鎮政府駐地。調整后，全縣轄5個鎮、8個鄉（其中2個民族鄉）：臨桂鎮、五通鎮、六塘鎮、兩江鎮、會仙鎮、南邊山鄉、保寧鄉、四塘鄉、中庸鄉、渡頭鄉、茶洞鄉、宛田瑤族鄉、黃沙瑤族鄉

2005年7月5日，廣西壯族自治區政府（桂政函[2005]190號）同意調整臨桂縣部分鄉鎮的行政區劃：撤銷保寧鄉，整建制并入五通鎮，五通鎮政府駐地不變；撤銷渡頭鄉，整建制并入兩江鎮，兩江鎮政府駐地不變。（8月實施）調整后，全縣轄5個鎮、4個鄉、2個民族鄉：臨桂鎮、五通鎮、六塘鎮、兩江鎮、會仙鎮、南邊山鄉、四塘鄉、中庸鄉、茶洞鄉、宛田瑤族鄉、黃沙瑤族鄉。

2013年1月18日，《國務院關于同意廣西壯族自治區調整桂林市部分行政區劃的批復》（國函[2013]17號）：一、同意撤銷臨桂縣，設立桂林市臨桂區，以原臨桂縣的行政區域為臨桂區的行政區域。臨桂區人民政府駐臨桂鎮興臨路1號。二、桂林市人民政府駐地由象山區五美路16號遷至臨桂區西城中路69號。