西漢元封二年（公元前109），漢王朝以滇池地區為中心置益州郡，設24縣，今西山區域為谷昌縣領地。三國時期歸蜀，改益州郡為建寧郡。晉時為晉寧郡，隋為昆州。唐武德元年（618）復置昆州于滇池西岸，今區境域屬州治益寧縣。廣德二年（764）張建城于昆陽領屬地�？�，建拓東龜城（今白塔村），以統轄滇池沿岸。唐、宋時期入南詔、大理國，分別屬拓東節度使、鄯闡府領地。寶祜三年（1255）大理國設鄯闡府，今區境域大部分為萬戶、千戶和巨橋萬戶府轄地。元初設昆明二千戶，隸屬鄯闡萬戶府，此時，西山區域大部分為鄯闡萬戶府和巨橋萬戶府轄地。至元十二年（1275）改置善州及昆明、官渡兩縣。至元十三年（1276），改善州為中慶路，下設昆明縣，不久，并官渡入昆明縣，路治昆明，以昆明作為滇池地區行政區名沿用至今。當時今區域大部分為昆明縣轄地，其余為昆陽州的一部分。
明洪武十五年（1382），改中慶路為云南府，云南府下設昆明、昆陽等11個州縣。昆明為府治，附郭轄左、右、中、前、后五衛及廣南衛。今區境域為右衛的一部分。昆明縣鄉村設置25里，其中的黑林里、沙浪里、班莊里、利一里、普坪里、石鼻里、高峣里等是今區域（指2004年區劃調整前的西山區，下同）。清朝初期沿襲明制。清末同治、光緒年間（1862～1897），改里為堡，昆明縣轄43堡，其中大漁堡、海源堡、西華堡、沙朗堡、廠口堡、土堆堡、大西堡、張家堡、高峣堡，明朗堡、多依堡、樂畝堡，頭村堡，范竹堡、桃園堡等15堡為今西山區域。明、清至民國時期海口為昆陽州轄地。
民國初期，鄉村區劃沿襲清制。民國27年（1938），昆明縣改堡為鄉，設8區6鎮39鄉，今區境為第五區的范竹鄉及蓮花鄉、北倉鄉部分地；第六區的沙朗鄉、廠口鄉、龍慶鄉、桃園鄉；第七區的西馬鄉、西華鄉、土堆鄉、張家鄉、云林鄉、海源鄉、碧雞鄉及大漁鎮；第八區的多依鄉、明朗鄉、樂畝鄉、永靖鄉等4區1鎮18鄉。民國28年（1939），推行保甲制度，昆明縣設10鄉6鎮，區內為大漁鎮、靈源鄉、北新鄉、玉案鄉、西碧鄉及范的鄉部分地。
1949年12月底，昆明市各區成立區民聯誼會和基層街支會，取代民國時期8個區的行政職能（1951年3月撤銷）。今區境域為昆明縣玉案鄉、西碧鄉、靈源鄉、蒼竹鄉、北新鄉和大漁鎮，人口為81330人。1950年3月23日，昆明縣人民政府建立，隸屬武定專署。4月境內劃為中共昆明縣靈源區和高蟯區；8月30日昆明縣由武定專區劃入昆明市管轄，縣名保留。9月14日昆明縣在原16鄉鎮基礎上建置6個區，今西山區為第五（原靈源區）、六區（原高蟯區），區公所分別在海源寺、高蟯。10月22日昆明縣人民政府宣布廢除保甲制度。1952年6月5日，昆明縣改為10個區，第五、六、九、十區為今西山區轄地（原五、六區）。同年9月1日，昆明縣又劃為7個區，第五、六、七區為今西山區轄地。1953年昆明縣五、六、七區第一次人口普查：總戶數20281戶，總人口82476人。
1953年7月20日，昆明市縣合并，撤銷昆明縣建制，昆明市建10個區，城區為第一、二、三、四區，郊區為第五、六、七、八、九區，第八、九區為今西山區轄地（原五、六、七區）。1954年1月，原昆陽縣第三區（�？诘貐^）劃歸昆明市，改稱為昆明市第十區。第八、九、十區為今西山區轄地，區公所駐龍院村、馬街、海口。1955年3月24日，昆明市第八區人民委員會成立；3月29日昆明市第九區人民委員會成立。1953年7月～1956年9月，昆明市第八區轄：團結、海源寺、聯家、沙朗、梁源、桃源、龍慶、廠口、迄六、瓦恭鄉共10個鄉。第九區轄：積善、馬街、碧雞、風華、明朗、棋臺、龍潭、永靖、雨花、律則、谷律、樂畝鄉共12個鄉。1954年1月～1956年9月，昆明市第十區轄：白魚鄉、和平鄉、里仁鄉、中寶鄉、中平鄉、雙哨鄉共6個鄉。
1956年10月11日，設立西山區，轄原昆明市第八區、第九區所轄22個鄉，駐地馬街，轄區面積875.388平方千米。同月，昆明市第十區更名為�？趨^。1958年10月，西山區成立東風、團結、上游3個公社，分別駐梁家河、龍潭、廠口。原22個小鄉和由五華區劃入的近華、紅聯兩鄉改為管理區（注：紅聯鄉、近華鄉為紅聯管理區管理），共轄24個管理區，3個街道辦事處，面積876.513平方千米。同年12月21日，海口區撤銷區建制，劃歸安寧縣管轄，原6個高級農業生產合作社合并為海星公社。1959年�？诟慕槔ッ魇泻？趪鵂I農場。
1960年5月，調整社隊規模，西山區改建成東風、海聯、碧雞、團結、谷律、上游、沙朗7個公社。公社駐地分別在梁家河、龍院村、高峣，龍潭、魯伯祖、廠口、沙朗。1961年4月12日昆明市第四國營農場（�？趪鵂I農場）劃歸西山區管轄，改稱西山區�？趪鵂I農場（后改為�？诠纾v地中新街。西山區面積增至1053.3平方千米。1961年6月8日，東風、團結、上游3個公社劃建為東風、海聯、碧雞、團結、谷律、沙朗、廠口7個公社，加�？诠纾珔^共8個公社。
1962年，西山區轄8個公社。東風公社：駐梁家河，轄紅聯、洪園、明波、積善、張峰、大漁、普坪、馬街、近華、梁源10個生產大隊。海聯公社：駐龍院村，轄團山、海源、大塘、聯家、普吉、昭宗6個生產大隊。碧雞公社：駐高峣，轄碧雞、龍門、長坡、貓貓箐、富善、西華、黑蕎母、觀音山8個生產大隊。�？诠纾厚v中新村，轄中新、白魚、海門、里仁、和平、中寶、桃樹、中平、云龍、青魚、雙哨11個生產大隊。團結公社：駐多依村，轄和平、大興、白眉、棋臺、妥吉、龍潭、雨花、花紅園、永靖、下沖10個生產大隊。谷律公社：駐魯伯祖，轄朵畝、蔡家、樂畝、谷律、妥排、律則6個生產大隊。沙朗公社：駐沙朗，轄大村、東村、桃園、三多、龍慶、陡坡6個生產大隊。廠口公社：駐廠口，轄廠口、新民、陡普魯、瓦恭、迤六5個生產大隊。
1963年1月，西山區將8個公社劃為21個公社，其中屬三級所有制的有：東風、馬街、碧雞、鳳華、海聯、海口6個公社；屬兩級所有制的有：龍潭、廠口、瓦恭，迤六、沙朗、龍慶、桃園、永靖、棋臺、雨花、紅花園、明朗、谷律、樂畝、律則15個公社。1964年1月25日，西山區委將21個公社調整恢復原8個公社，下轄管理區改為62個生產大隊。1964年第二次人口普查：西山區總戶數35704戶，總人口185304人。
1968年9月30日，西山區人民委員會改稱西山區革命委員會，大隊改稱生產領導小組，62個生產大隊改為62個生產小組。1977年11月，屬西山區廠口公社的迤六、瓦恭兩個大隊劃歸富民縣散旦公社，區境面積減少至994．991平方千米。1980年7月，迤六、瓦恭兩地由富民縣劃入廠口公社，區境面積增至1053.3平方千米。1981年西山區革命委員會改稱區人民政府。（主要根據《西山區志》，有改動）