夏商周时，先后隶属鄫子、小邾等诸侯国。
战国时期为楚国兰陵。
秦统一，实行郡县制，归薛郡。
汉承秦制，属东海郡，始置承县。
三国属魏徐州东海郡。
晋属兰陵郡。
南宋，东南部为东海郡，西北部为兰陵郡。
北魏时为徐州承县。
北齐设兰陵郡，治所在今峄城。
隋改承为兰陵县，属彭城郡。
唐初改兰陵为承，属沂州琅琊郡。
宋属京东路沂州琅琊郡。
金明昌四年（1193）置峄州，下领承县。
金明昌六年（1195）复改承县为兰陵县，属山东西路之邳州，至元二年（1265）废。
元属中书省益都路峄州，下领兰陵县。
明洪武二年（1369）降州为县，属济宁府；洪武十八年（1385）改属兖州府。
清循明制。
民国初年沿清制，仍设峄县。
1918年隶属济宁道，全县改社为31个区。
1928年撤道直属省领导，1932年1月，峄县改属山东省临沂第三行政督察专员公署。
1938年3月至1945年9月先后属日伪鲁西道，兖济道。
1948年改属山东省第十五行政督察区。
1939年11月峄县建立抗日民主政府，至1941年月1，属八路军115师领导，下辖六个区。
1941年1月由峄县改称峄南县，属鲁南行署三专署。
1943年9月由峄南县改称峄滕铜邳县。
至1945年5月，属邳睢铜专署领导。
1945年9月峄县解放，撤销兰陵县合并为峄县。
1948年10月峄城分设峄县人民政府和枣庄办事处（县级），现境属峄县，属台枣专署。
1949年底，峄县人民政府驻峄城，属台枣专署，辖8个区。
1950年5月属滕县专署，辖12个区。
1953年7月属济宁专署，辖20个区。
1958年11月21日，峄县机关迁驻枣庄镇，辖14处人民公社。
1959年底，税郭公社并入郭里集公社，棠荫公社并入城关公社，时辖12处人民公社。
1960年1月，撤销峄县建制，设立枣庄市（县级），以原峄县的行政区域为枣庄市区域，仍隶属济宁专署。
1961年9月枣庄市升级为省辖市。
1962年6月建立峄城区，辖15处人民公社。
1984年人民公社改为乡镇，峄城区辖3镇12乡。
1991年古邵撤乡设镇。
2001年乡镇规模调整后，辖2个街道、5个镇。
峄城区隶属枣庄市至今。