汉初，区境为西迁的大月氏人控制。
前130年左右，属匈奴。
前60年，属西域都护府管辖。
89年，属匈奴悦般政权。
南北朝时期，为高车、突厥诸部落游牧之地，后为突厥汗国辖地。
隋代，为西突厥铁勒等部之地。
唐初为西突厥五咄陆部胡禄屋等部落游牧地。
657年，归安西大都护府治下的昆陵都护府管辖，702年，归北庭都护府管辖，唐末，为葛逻禄等回鹘别部游牧地，后为喀喇汗王朝北境。
1130年，为辽宗室耶律大石率部西迁叶密立（今额敏）领地，1132年，属西辽。
1218年，属蒙古汗国辖地；后成吉思汗分封诸子时，为窝阔台封地；1251年，归别失八里行尚书省管辖；1309年，属察合台汗国；明代，瓦喇蒙古土尔扈特部在此游牧；1628年，属准噶尔部牧地；1755年，清朝平定准噶尔部后辖境内附；1778年，属迪化直隶州绥来县；1916年，属塔城道，其后相继隶属于第五行政区、塔城专区；新中国成立前，分属于沙湾县、乌苏县、克烈半个县（今托里县）、和丰县（今和布克赛尔蒙古自治县）；1958年5月29日，成立克拉玛依市，白碱滩从托里县划出归克拉玛依管辖；1965年4月，克拉玛依市在白碱滩设立办事处。
1982年2月16日，为克拉玛依市辖四个县级区之一，管辖金龙镇、三平镇、白碱滩3个自然镇；1984年8月17日，新疆维吾尔自治区决定克拉玛依市为直辖不设区的县级市，撤销白碱滩区，设立白碱滩办事处；1990年1月8日，新疆维吾尔自治区批准恢复设立白碱滩区；1991年，将金龙镇划归克拉玛依区管辖，白碱滩区管辖白碱滩、三平镇2个自然镇。
2024年11月30日，金龙镇街道划归白碱滩区管辖，白碱滩区管辖白碱滩，三平镇，金龙镇3个自然镇。