汉朝时期，属沓氏县。
东晋时期，名“马石津”。
隋唐时期，谓“都里镇”。
元朝时期，称“狮子口”。
明朝洪武四年（1371年），明太祖朱元璋派马云、叶旺两将军率军队从山东蓬莱乘船跨海在此登陆收复辽东，因海上旅途一帆风顺，遂将狮子口改名旅顺口，沿用至今。
清光绪六年（1880年），清政府在此兴办北洋水师，建军港、修炮台、筑船坞、扎营盘，旅顺口成为军事要塞，旅顺军港成为当时世界上著名的五大军港之一。
光绪二十年至二十一年（1894年—1895年）的中日甲午战争中，旅顺被日军攻占。
光绪二十四年（1898年）3月27日，沙俄以干涉还辽有功，迫使清政府与之签订了《旅大租地条约》，规定沙俄租借军港旅顺口、商港大连湾25年，同年5月7日，再次迫使清政府与之签订《旅大租地续约》。
光绪三十年（1904年）2月8日，日军偷袭旅顺口，日俄战争爆发，日军夺取旅顺口军港。
民国三十四年（1945年）8月22日，根据雅尔塔协定，苏联红军进驻旅顺，旅顺港由苏联使用。
同年11月25日，旅顺市政府成立。
1950年，成立旅大市后，旅顺市为旅大市辖市。
1955年5月24日，苏联将旅顺市归还给中国，旅顺市后来和大连县合并，并称为旅大市，旅顺市属于旅大市。
1960年1月7日，国务院批准撤销旅顺市建制，建立旅大市旅顺口区。
1981年，大连划市旅顺划区，旅顺自此成为大连市的一个区。