城區(qū)轄區(qū)原屬平定縣。20世紀(jì)初還是一片風(fēng)沙迷漫、亂石縱橫的荒灘，名“沙江口”。清光緒三十一年，正太鐵路鋪設(shè)到此并設(shè)陽泉站。至解放前夕，陽泉站區(qū)尚不足1平方千米，街道總長也僅1千米有余，總?cè)丝诓蛔銉扇f人。

民國36年（1947年）5月2日，陽泉解放，隨后設(shè)陽泉市。市下設(shè)一、二、三區(qū)黨的委員會和人民政府。同年7月，一、二區(qū)合并為一區(qū)（現(xiàn)城區(qū)前身），先后改稱陽泉鎮(zhèn)、三區(qū)、站上區(qū)。

1952年置第一區(qū)，1956年改站上區(qū)，因陽泉火車站得名，1957年與蔭營區(qū)合并為郊區(qū)，1958年改置站上公社，1963年復(fù)改站上區(qū)，1969年1月更名為城區(qū)。

1997年，全區(qū)面積16平方千米，人口16萬。轄上站、下站、北大街、南山路、義井、坡底6街道，110個居委會。區(qū)府駐南大街。

2000年第五次人口普查，城區(qū)總?cè)丝?64288人，其中：上站街道46119人，下站街道27498人，北大街街道25639人，南山路街道50199人，義井街道10922人，坡底街道3911人。

2003年末，城區(qū)總?cè)丝?8.8萬，人口密度為每平方千米9750人。轄上站、下站、北大街、南山路、義井、坡底6個街道，44個社區(qū)。