西汉武帝建候城县，为军事重镇。
辽天显三年（928年），辽太宗在此筑土城，称沈州。
元元贞三年（1297年），在毁于兵火的沈州土城废墟上建土城，定名沈阳路。
明洪武二十一年（1388年），土城改名砖城，改沈阳中卫。
后金天命十年（1625年），努尔哈赤迁都沈阳，建汗宫和王府，后由其子皇太极改建明城。
城内十字街改井字街，四门改八门，即抚近门（大东）、内治门（小东）、德胜门（大南）、天佑门（小南）、怀远门（大西）、外攘门（小西）、福盛门（大北）、地载门（小北）；设钟楼（今沈阳路、朝阳街交叉点处）、鼓楼（今中央路、正阳街交叉点处），定城名盛京。
崇德元年（1636年），建皇宫和东华门、西华门。
清康熙十三年（1674年），钟楼、鼓楼间辟为商业区，时称四平街，又称中街。
康熙十九年（1680年），清王朝在城外建僚墙设八关（关名按前述八门之名称之，现沈河区内有四关，即大、小南关和大、小西关）。
光绪三十一年（1905年），于城内设奉天省知府，下辖奉天府，称古城为奉天省城。
1938年1月1日，设立沈阳区。
1948年11月20日，沈阳区与浑河区合并，取沈阳区的“沈”字与浑河区的“河”字，定名为沈河区。
1952年2月，沈阳市进行调整时，将原南市区，北市区，北关区3个区10个公社（街道）划入沈河区。