清城区所辖行政区划为原清远县境域之一部分。

汉元鼎六年（前111年）置县，因境内有中宿峡，故取名为中宿县，属南海郡。

三国吴甘露元年（265年），以桂阳郡南部，立始兴郡，中宿县改属始兴郡。

南北朝，宋泰豫元年（472年）始兴郡改称广兴郡。齐建元元年（479年）复为始兴郡，中宿县属之。梁武帝期间（502-549年），置清远郡，辖中宿、威正、廉平、恩洽、浮护等5县，隶于衡州。陈，清远郡属西衡州。

隋开皇十年（590年）平陈，废清远郡及其所属的中宿、威正等5县，置清远县、政宾县，同属南海郡。

唐武德六年（623年）废政宾县并入清远县，属广州都督府辖。

五代南汉以及宋、元、明、清等朝，清远县均属广州府（路）。

民国3年（1914年）清远县属粤海道尹（原名广肇罗道）；民国17年，属西区善后委员公署；民国21年，属中区绥靖委员公署；民国25年，属第二行政督察区。

新中国成立后，清远县属韶关地区。

1983年7月，改隶广州市。

1988年1月7日，国务院批准撤销清远县，设立清远市。原清远县分置清城、清郊（今清新县，下同）两个县级市辖区；1月28日，省政府划定清城区管辖原清远县的清城、附城、洲心3个镇。

2000年，清城区管辖5街7镇。据第五次全国人口普查数据，全区总人口506680人，其中：南门街道19096人、上廓街道24663人、下廓街道28756人、松岗街道56338人、小市街道47232人、附城镇40275人、洲心镇36705人、横荷镇48307人、源潭镇62953人、高桥镇14942人、龙塘镇51577人、石角镇61425人、扶贫经济开发区虚拟街道3575人、银盏林场虚拟镇2675人、畜牧水产示范场虚拟镇8161人。

2002年，清城区管辖8街（上廓、下廓、南门、松岗、城北、小市、连江）7镇（附城、洲心、横荷、石角、龙塘、源潭、高桥），原出处表明8个街道，但只给出7个街道名录。

2003年6月28日，撤销上廓街、下廓街、南门街、松岗街，设立凤城街；撤销附城镇，设立东城街；撤销小市街、洲心镇，设立洲心街；撤销横荷镇，设立横荷街；撤销高桥镇，并入源潭镇。调整后，清城区管辖4街（凤城、东城、洲心、横荷）3镇（石角、龙塘、源潭）。

2009年3月19日，原清新县飞来峡镇划归清城区管辖，原清城区龙塘镇划归高新区管辖。调整后，清城区管辖4街（凤城、东城、洲心、横荷）3镇（石角、源潭、飞来峡）。

2012年4月，清远市政府对区划进行调整，龙塘镇正式划归清城区管辖。区划调整后，清城区辖4个街道、4个镇，有77个居委会，71个村委会。