五通桥区在公元前316年以前属蜀国辖地。
秦灭蜀，区境隶蜀郡南安县。
汉武帝建元六年(前135)，隶犍为郡南安县。
此后，被两县或三县分治长达680多年，到元至大四年（1311），才尽隶四川行中书省嘉定府路犍为县。
1913年，隶上川南道犍为县。
1935年，为犍为县第四区。
1936年，调整为犍为县第四区（五通片）、第五区（西坝片）。
1949年12月，成立五通桥军管分会，隶中国人民解放军乐山军事管制委员会，并受犍为县领导。
1950年8月，五通片为犍为县第八区，西坝片为第九区。
1951年8月，建立五通桥工作委员会，10月以犍为县第八区建制成立五通桥市(县级)，市人民政府驻五通镇生产街(今佑君社区)，辖4镇24乡，隶川南行政区乐山专区。
1952年8月，犍为县第九区（西坝片）所属的12个乡镇划归五通桥市管辖，为五通桥市第六区。
调整后的五通桥市辖6区、5镇、35乡。
1954年6月，乐山县新庙乡、杉树乡、新云乡划归五通桥市第三区(牛华片)。
原一、二区合并为一区，第五区改为第二区，第三区、第四区仍置，第六区划归乐山县。
调整后，五通桥市辖4区、4镇、25乡。
1958年10月，五通桥市辖2镇、5公社、1果蔬菜农场。
1959年3月，撤销五通桥市，为乐山县五通桥区。
1962年7月，恢复五通桥市建制，直隶乐山专区。
1964年5月，改五通桥市为五通桥区，隶乐山专区。
1978年5月，五通桥区与乐山县合并，成立乐山市（县级），五通桥区为乐山地区乐山市辖区。
1985年2月，撤销乐山地区，乐山市升为地级市；由原五通桥区、西坝区、安谷区蔡金乡、茅桥区新云乡组建乐山市五通桥区(县级)。