周朝时期，属肃慎部的活动区域。
南北朝北魏时期，为勿吉属地。
隋唐时期，属黑水靺鞨的黑水部。
辽代属东京道女真五国部。
金代为上京胡里改路所辖。
元朝时期，属辽阳行省女真水达达路所辖。
明朝时期，划在奴尔干都司辖区。
17世纪中叶，归盛京总管所辖。
1683年，归宁古塔将军管辖，属三姓副都统依兰府。
1904年，满清政府设汤旺河荒务行局。
1905年，归汤原管辖。
1912年，划归黑龙江省绥兰道。
1931年，由汤原县日伪政权统治。
1936年4月东北抗日联军第三、四军在伊春河北岸（现北山公园）创办过抗日联军第三、六军军政干校。
赵尚志任名誉校长，李兆麟任教育长，后侯启刚接任教育长。
1947年6月驻扎在伊春河的合江军区警卫营在刘安平教导员带领下，追击流窜在伊春河一带的土匪。
交战中，击毙匪徒2人。
此后，中国人民解放军某部二连接收剿匪任务，迫使匪首受降。
1945年东北解放后，伊春归汤原县南岔区（汤原县第五区）管辖。
1949年12月建立村政权。
1952年12月1日，伊春建县，县政府所在地为松江省伊春县第一区。
1955年9月12日，取消区的建制，改为伊春镇，为松江省伊春县伊春镇。
1957年11月29日，恢复区建制，更名为伊新区，隶属黑龙江省伊春市。
1958年11月27日，改称伊新人民公社，仍保留区建制，隶属黑龙江省松花江专署伊春市。
1960年同伊东林业局合并，实行政企合一的管理体制，1961年又分开。
1965年4月16日，伊新区更名为伊春镇，为黑龙江省伊春特区所辖。
1967年10月6日，始称伊春区，同时成立伊春区革命委员会。
1979年10月，撤销革命委员会，组建伊春区人民政府。
此后，一直为市所辖。
1986年伊春区政府下设七个街道办事处、一个乡。
2001年，下设5个街道办事处，东升乡改为东升街道办事处。
2024年，撤销旭日、朝阳、红升、前进4个街道办事处，成立永红、新欣、前进、南郡、林都、红升、朝阳、旭日、红光、扶林、北郡11个社区及保留东升街道办事处。
2024年6月19日，经国务院(国函〔2019〕63号)批准，撤销伊春市乌马河区、伊春区、美溪区，设立伊春市伊美区，以原乌马河区部分行政区域和原伊春区、美溪区的行政区域为伊美区的行政区域。
2024年11月，伊美区新设朝阳街道、前进街道、红升街道、旭日街道、新欣街道、南郡街道、美溪镇，将原伊春区直辖的旭日社区、林都社区、红升社区、永红社区、南郡社区、新欣社区、扶林社区、前进社区、红光社区、朝阳社区划归朝阳街道、前进街道、红升街道、旭日街道、新欣街道、南郡街道管辖，将原美溪区直辖的红光社区、新兴社区、胜利社区、文化社区、东林社区划归美溪镇管辖。