1964年，成立郊區工作委員會，與市農牧局合署辦公，管轄市郊7個公社。1971年7月改為郊區革委會。1976年2月改為郊區辦事處，與市農牧局分設。1980年2月9日，省政府批準撤銷郊區辦事處，成立郊區人民政府（縣級）。

1986年6月，撤銷西寧市郊區，成立城北區。轄6個街道、3個鄉。區政府駐城西區興海路153號（原郊區政府所在地）。原郊區所轄鄉分別劃歸城東、城西、城北區。

城北區面積129.3平方千米，人口18萬人，以漢族為多，有回、滿、藏、蒙古等少數民族。轄6個街道、3個鄉：小橋街道、朝陽街道、馬坊街道、大堡子街道、二十里鋪街道、三其街道、二十里鋪鄉、馬坊鄉、大堡子鄉。區政府駐朝陽西路。（根據《政區大典》整理，1996年左右資料）

1999年末，城北區面積138平方千米，人口180051人（根據青海省志）。區政府駐興海路。2000年，城北區轄4個街道、2個鎮：朝陽街道、小橋大街街道、馬坊街道、三其街道、大堡子鎮、廿里鋪鎮。

2000年第五次人口普查，城北區（轄4個街道、2個鎮）總人口210265人，其中：朝陽街道50656人、小橋街道57733人、馬坊街道20090人、三其街道27094人、大堡子鎮29449人、廿里鋪鎮25243人。

2001年末，城北區轄4個街道、2個鎮，23個社區、38個行政村。2003年末，城北區總人口188860人，轄4個街道、2個鎮，23個社區、38個行政村。

2004年7月，西寧市城北區區劃調整，街道辦事處由4個調整為3個：撤銷三其街道，并入馬坊街道。調整后，城北區轄3個街道、2個鎮：朝陽街道、小橋大街街道、馬坊街道、大堡子鎮、廿里鋪鎮。