1949年為西安市一、二、七區(qū)，1954年合并成立碑林區(qū)，因區(qū)內(nèi)碑林得名。1960年撤銷并入雁塔區(qū)，1962年復(fù)設(shè)碑林區(qū)。1966年改名向陽區(qū)，1972年復(fù)原名。

1990年末，轄境東至金花路，西至四府街東側(cè)—?jiǎng)趧?dòng)南路東側(cè)一線，南至南二環(huán)路，北至東大街—西大街東段南側(cè)—南城河西段一線，面積22平方千米，人口487305人，區(qū)政府駐書院門13號(hào)，轄10個(gè)街道，452個(gè)居委會(huì)（含家委會(huì)）、20個(gè)行政村。

1996年，碑林區(qū)面積22平方千米，人口53.7萬人，轄10個(gè)街道：和平路街道、柏樹林街道、南大街街道、南院門街道、長樂坊街道、東關(guān)南街街道、太乙路街道、長安路街道、張家村街道、文藝路街道。

2000年第五次人口普查，碑林區(qū)常住總?cè)丝?98755人，其中：南大街街道10944人、和平路街道22234人、柏樹林街道34449人、南院門街道13447人、長樂坊街道75654人、東關(guān)南街街道65638人、太乙路街道123675人、文藝路街道98950人、長安路街道71815人、張家村街道137364人、碑林區(qū)虛擬街道44585人。

？年，南大街街道并入南院門街道，和平路街道并入柏樹林街道。

2005年10月19日，民政部批準(zhǔn)（民函[2005]285號(hào)）西安市碑林區(qū)政府駐地由書院門遷至南二環(huán)西段。

2010年第六次人口普查，碑林區(qū)常住總?cè)丝?14710人，其中：南院門街道22976人，柏樹林街道49949人，長樂坊街道78299人，東關(guān)南街街道74648人，太乙路街道121465人，文藝路街道81817人，長安路街道57416人，張家村街道128140人。

2012年末，碑林區(qū)面積22.9平方千米，戶籍人口711773人，常住人口62.08萬人。