古屬巴地。東漢和帝時分宕渠縣之東置宣漢縣。西魏改為石城縣。隋改為通州縣，明為達州，清改為達縣。

1976年析達縣城關鎮的城關、南外、北外、西外4個公社置達縣市。1978至1992年間，先后將達縣盤石、復興、羅江、蒲家、魏興、東岳、新村5鄉2鎮劃入市轄，將南外鎮劃歸達縣。1993年更名達川市。

1996年，達川市面積404.1平方千米，人口約34.9萬人，轄2街道5鎮4鄉：東城街道、西城街道、西外鎮、北外鎮、羅江鎮、蒲家鎮、復興鎮、盤石鄉、魏興鄉、東岳鄉、新村鄉。市政府駐荷葉街。

1999年6月20日，國務院批準（國函[1999]51號）：（1）撤銷達川地區和縣級達川市，設立地級達州市。市政府駐新設立的通川區荷葉街。（2）達州市新設通川區，以原達川市的行政區域為通川區的行政區域，將達縣的雙龍鄉劃歸通川區管轄。區政府駐西外鎮。

2000年第五次人口普查，通川區常住總人口384525人，其中：東城街道83414人，西城街道77948人，西外鎮70736人，北外鎮37564人，羅江鎮17188人，蒲家鎮21945人，復興鎮17415人，雙龍鎮11853人，盤石鄉20404人，魏興鄉10894人，東岳鄉10072人，新村鄉5092人。

2002年12月設立朝陽街道。2004年，通川區轄東城、西城、朝陽3個街道，西外、北外、羅江、蒲家、復興、雙龍、魏興7個鎮和新村、盤石、東岳3個鄉。

2008年末，通川區面積453平方千米，人口43.18萬人，轄3個街道、7個鎮、3個鄉，69個社區、79個行政村。

2010年第六次人口普查，通川區常住總人口478276人，其中：東城街道109134人，西城街道89985人，朝陽街道99043人，西外鎮18965人，北外鎮31586人，羅江鎮23595人，蒲家鎮21467人，復興鎮23046人，雙龍鎮11212人，魏興鎮12157人，盤石鄉21426人，東岳鄉11451人，新村鄉5209人。

2013年7月18日，《四川省人民政府關于同意調整達州市部分行政區劃的批復》（川府函[2013]209號）：經國務院批準，同意將原達縣的碑廟鎮、江陵鎮、北山鄉、安云鄉、梓桐鄉、金石鄉、青寧鄉、龍灘鄉、檬雙鄉劃歸達州市通川區管轄。調整后，通川區轄3個街道、9個鎮、10個鄉：東城街道、西城街道、朝陽街道、西外鎮、北外鎮、羅江鎮、蒲家鎮、復興鎮、雙龍鎮、魏興鎮、碑廟鎮、江陵鎮、盤石鄉（磐石鄉）、東岳鄉、新村鄉、北山鄉、安云鄉、梓桐鄉、金石鄉、青寧鄉、龍灘鄉、檬雙鄉。

2015年，省政府批復同意撤銷東岳鄉，設立東岳鎮；撤銷磐石鄉，設立磐石鎮；撤銷北山鄉，設立北山鎮；撤銷金石鄉，設立金石鎮；撤銷梓桐鄉，設立梓桐鎮。調整后，全區轄3個街道、14個鎮、5個鄉：東城街道、西城街道、朝陽街道、西外鎮、北外鎮、羅江鎮、蒲家鎮、復興鎮、雙龍鎮、魏興鎮、碑廟鎮、江陵鎮、東岳鎮、磐石鎮、北山鎮、金石鎮、梓桐鎮、新村鄉、安云鄉、青寧鄉、龍灘鄉、檬雙鄉。