自有史以来，至中华民国时期，石景山区现辖地区（简称“石景山地区”）无独立建置，分别属于蓟国、燕国、广平县、幽都县、宛平县、北平特别市郊五区。

1948年12月21日，中国人民解放军北平市军事管制委员会将石景山地区划为“北平市第二十七区”，是为独立建置之始。后两次更名，于1952年8月27日，定名为“石景山区”。其后，区划几经变动。

1967年8月7日，北京市革命委员会决定，将石景山办事处改名为石景山区，此后，行政区域未再变动。

公元前11世纪中叶，周武王灭商，建立西周王朝，封帝尧之后于蓟，都城蓟在今北京市城区西南部；封召公爽于燕，都城在今房山区董家林一带。石景山地区属蓟国地。后蓟国衰落，约西周末年被燕国兼并，燕迁都蓟城。石景山地区属燕国都邑地。燕王喜二十九年（前226年），秦兵攻占燕都蓟城。秦始皇二十六年（前221年），秦废止分封制实行郡县制，石景山地区属广阳郡蓟城蓟县地。汉高祖元年（前206年），西汉实行郡、国并立制度。石景山地区属燕国蓟城地。元朔三年（前126年），汉武帝废燕国置“燕郡”。地属燕郡蓟城地。元狩六年（前117年），封刘旦为燕王，燕郡复称燕国。

元封五年（前106年），西汉始设十三州部。石景山地区属幽州燕国蓟城地。元凤元年（前80年），燕王刘旦谋反失败自杀，改燕国为“广阳郡”。石景山地区属广阳郡蓟城地。本始元年（前73年），改广阳郡为“广阳国”。地属广阳国蓟城地。王莽新朝元年（9年），废广阳国设广阳郡（曾改名广有）。石景山地区属幽州广有郡伐戎县地。东汉形成州一郡（国）一县三级政区，建武二年（26年），复置广阳国。地属广阳国蓟县地。建武十三年（37年），废广阳国并人上谷郡。地属上谷郡蓟县地。永平八年（65年），恢复广阳郡。建安十八年（213年），幽州并人冀州。地属冀州广阳郡蓟县地；不久，幽州复置。石景山地区属幽州广阳郡蓟县地。

魏晋南北朝时期，基本实行州一郡一县三级制度，前后虽有幽州燕郡、燕国等称谓变化，石景山地区始终为蓟县辖地。

隋开皇元年（581年），隋取代北周，开皇三年（583年），实行州一县二级制度，石景山地区属幽州蓟县地。大业三年（607年），废幽州置“涿郡”。地属涿郡蓟县地。

唐初，武德元年（618年），废涿郡，复置幽州。贞观元年（627年），分全国为十道。石景山地区属河北道幽州地。开元二十一年（733年），增划全国为十五道，开始形成道一州一县三级政区。地属河北道幽州蓟县地。天宝元年（742年），幽州改称“范阳郡”，析蓟县置广平、广宁二县。地属河北道范阳郡广平县地。天宝三年（744年），撤广平、广宁复并蓟县。至德元年（756年），于蓟县西置广平县。乾元元年（758年），复改范阳郡为幽州。石景山地区属河北道幽州广平县地。大历三年（768年），改幽州为“范阳府”，地属范阳府广平县地。建中二年（781年），设幽都县。地属范阳府幽都县地。唐末，广平县废，后在幽州（唐代称蓟城为幽州）城西设玉河县。石景山地区属范阳府幽都县、玉河县地。

五代时期，后晋天福元年（936年），石敬瑭为报答契丹援立之助，将幽云十六州割让给契丹。石景山地区属幽都县、玉河县地。

契丹天显十一年（936年）末，契丹进占幽云十六州。辽会同元年（938年）十一月，升幽州为“南京”，又称燕京；设南京道，同时改国号为“辽”。辽实行道一府一州一县四级政区，南京道下辖幽都府。石景山地区属南京道幽都府幽都县、玉河县地。开泰元年（1012年），幽都府改称“析津府”，幽都县改称“宛平县”。地属南京道析津府宛平县、玉河县地。金天辅六年（1122年）底，金攻占南京。翌年，宋宣和五年（1123年）三月，北宋接管，改燕京为“燕山府”，析津府改为“燕山府路”。

石景山地区属燕山府燕山府路宛平县、玉河县地。金天会三年（1125年）年底，金国夺占宋燕山府，恢复燕京和析津府，并置燕京路。天眷元年（1138年），废玉河县，辖地并人宛平县。石景山地区属燕京路析津府宛平县地。天德三年（1151年）四月，海陵王下诏迁都燕京。贞元元年（1153年）三月，改燕京为“中都”，析津府改为“永安府”（翌年又改为“大兴府”），燕京路改称“中都路”。石景山地区属中都路大兴府宛平县地。

成吉思汗十年（1215年），蒙古军攻占金中都，将中都改称燕京，中都路改称燕京路。石景山地区属燕京路大兴府宛平县地。至元元年（1264年）八月，改燕京为中都，燕京路改称中都路。地属中都路大兴府宛平县地。至元八年（1271年），改国号为“元”。翌年二月，改中都为“大都”，中都路改称“大都路”。石景山地区属大都路大兴府宛平县地。

明洪武元年（1368年）八月，明军攻占大都城，将大都路改为“北平府”，十月，北平府隶山东行省。翌年三月，设北平行省，北平府隶北平行省。石景山地区属北平行省北平府宛平县地。永乐元年（1403年）正月，改北平为“北京”。二月，改北平府为“顺天府”，地属顺天府宛平县地。

清顺治元年（1644年）五月，清军攻占北京。石景山地区属顺天府宛平县地。康熙二十六年（1687年），在顺天府辖域内设东、南、西、北四路厅。石景山地区属西路厅宛平县地。

1912年1月1日，中华民国临时政府在南京成立，2月12日，清帝溥仪“逊位”。3月10日，袁世凯就任临时大总统。4月2日，临时参议院决定以北京为临时政府所在地。石景山地区属顺天府宛平县地。中华民国三年（1914年）10月5日，顺天府改称“京兆地方”，地属京兆地方宛平县。中华民国十四年（1925年）1月，京师警察厅在近郊设东、南、西、北郊四个警区，石景山地区归西郊警署管理。

中华民国十六年（1927年）4月18日，南京国民政府成立。当时，北洋政府仍设在北京，统治北方地区。中华民国十七年（1928年）6月6日，北伐军进占北京。6月21日，南京国民政府决定：直隶省改名“河北省”，将原京兆地区各县并入河北省；北京改名为“北平”，设北平特别市。lO月30日，行政院确定北平特别市区域，石景山地区北部属北平特别市西郊区，南部属河北省宛平县地。12月19日，北平市政府设立市辖区，将全市分为15个区。中华民国二十年（1931年）8月，十三区（西郊区）正式成立。石景山地区北部属北平特别市十三区、南部属河北省宛平县地。

中华民国二十六年（1937年）7月29日，日本侵略军占领北平。12月14日，日军扶植的伪“中华民国临时政府”在北平成立。翌年4月17日改北平为北京。

1938年7月，伪河北省公署划全省为4个“道”，宛平县分属“津海道”；1940年6月改为8个道，宛平县分属“燕京道”。

1940年3月30日，汪伪“国民政府”成立，临时政府改组为“华北政务委员会”。9月，伪“公署”废除以数字命名的市辖区为内、外城郊排序，4个郊区改称东郊、南郊、西郊、北郊。石景山地区北部属北京市西郊区、南部属河北省燕京道宛平县地。

中华民国三十四年(1945年)8月15日，日本投降，各级伪政权垮台，北京恢复北平名称。12月6日，北平市政府恢复以数字命名市辖区，共16个区，西郊区定名为“十五区”。石景山地区北部属北平市十五区、南部属河北省宛平县。中华民国三十五年（1946年）5月，北平市警察局将4个郊区分局调整为8个，称郊一至郊八分局。中华民国三十六年（1947年）3月，北平市政府将十三至十六4个区调整为8个区，称十三至二十区，石景山地区北部属十七区；当时，郊区各区按警察分局的顺序习称为郊一至郊八区。故石景山地区北部属北平市郊五区、南部属河北省宛平县。

1948年12月21日，中国人民解放军北平市军事管制委员会将石景山地区划为北平市；二十七区，为石景山区独立建置之始。

1949年1月下旬，北平市第二十七区人民政府成立，区政府设在北辛安大街。5月，市政府批准，田村、模式口、高井、五里坨、三家店等地划归二十七区管辖，辖区面积由31.25平方公里增加到99平方公里。

1949年7月1日，北平市第二十七区改称北平市第十九区，辖域不变。

1950年，北京市人民政府决定自8月1日起，第十九区改称第十五区，辖域不变。

1951年4月7日，根据北京市郊区委员会决定，第十三区（今海淀区）所辖东杨坨村地区划归第十五区管辖，辖区面积增加到124平方公里。

1952年8月27日，北京市人民政府将第十五区所辖三家店、东杨坨、五里坨、黑石头等村划归京西矿区管辖，第十五区改称石景山区。区政府设在北辛安和平街3号。辖区面积61平方公里。

1954年5月，北辛安镇建置撤销。

1956年3月17日，市政府将京西矿区所辖五里坨乡、黑石头乡、高井乡和海淀区所辖八大处乡划归石景山区。

1958年5月3日，国务院批复同意撤销石景山区，原辖区大部并入丰台区，田村、西黄村乡划归海淀区，五里坨乡划归门头沟区。

1963年7月8日，北京市人委报经国务院批准，成立石景山办事处，为市人委派出机构。

1964年2月，中共北京市委决定，将石景山中苏友好人民公社移交丰台区领导。

1967年8月7日，北京市革命委员会决定，石景山办事处改名为石景山区，石景山中苏友好人民公社划归石景山区管辖。

1978年，区委、区革委会机关从北辛安和平街3号迁址石景山路35号。

1980年12月24日-29日，石景山区第七届人民代表大会第一次会议决定撤销区革命委员会，恢复区人民政府。