据坪山宋代遗址推测，至少在南宋时期，已有大批从中原南迁而来的汉人在此繁衍生息。
当时坪山地区名为“东头岭山”。
清康熙二十三年（1684）至乾隆四十五年（1780），曾、张、黄、戴四姓先后从广东兴宁、韶关和福建等地迁居“东头岭山”周围落户。
因当地地势较为平坦，仅东南部有一较高的田头山，其余均为低矮山丘或平地，故名“坪山”，名称沿用至今。
1949年10月至1958年10月，属惠阳县。
1958年10月，成立坪山人民公社，11月，划归宝安县管辖。
1966年5月，坪山公社并入龙岗公社。
坪山地域属宝安县龙岗公社。
1976年12月，龙岗析分坪山公社。
坪山地域属宝安县坪山公社。
1979年3月，撤销宝安县设立深圳市。
坪山属深圳市坪山公社。
1982年11月，恢复宝安县建制，属宝安县坪山公社。
1983年7月，撤销公社建制，改称宝安县坪山区。
1986年10月，撤坪山区设坪山镇、坑梓镇。
1992年，撤销宝安县，设立宝安区、龙岗区，坪山镇、坑梓镇属龙岗区。
2009年6月，深圳市实施城市功能区体制改革，在大工业区及坪山、坑梓街道的基础上，建立坪山新区，原“深圳市大工业区（广东深圳出口加工区）管理委员会”更名为“深圳市坪山新区管理委员会”，加挂“广东深圳出口加工区管理委员会”牌子。
“深圳市大工业区”正式退出历史舞台，广东深圳出口加工区继续保留，并于2024年6月升级为深圳坪山综合保税区。
2024年9月，国务院同意设立坪山区。