清朝时期，皇姑地区是一片农田，有几个村屯，几十户农家。
光绪三十三年（1907年），京奉铁路设皇姑屯车站，从此，这一地区兴起工业、商业和运输业，居民不断增加，逐渐形成城镇。
民国十八年（1929年），划归沈阳市第六区管辖。
民国二十年（1931年），“九·一八”事变后，属伪奉天省沈阳县第九区管辖。
民国二十六年（1937年）末，皇姑地区划归伪奉天市辖城区。
民国二十七年（1938年）1月，皇姑区包括当时的皇姑、北陵两区公所。
民国三十六年（1947年）9月1日，沈阳市由17个区改划为24个区，将皇姑区西部划出，设塔湾区。
民国三十七年（1948年）11月20日，沈阳解放后，沈阳特别市政府命令，将原皇姑、北陵、塔湾三个区合并为皇姑区，成立皇姑区政府，同时在皇姑区内设北陵分区。
民国三十八年（1949年）6月，成立皇姑区人民政府。
1955年5月，改称皇姑区人民委员会。
1966年，“文化大革命”初期，皇姑区曾更名为红卫区。
1968年6月24日，沈阳市革委会决定恢复皇姑区名称。
1968年7月，皇姑区人民委员会改为皇姑区革命委员会。
1980年9月，改称皇姑区人民政府。