北魏太平直君七年（446年），始设铜官县，县治在今王益区王益街道高坪村附近

，隶属雍州北地郡。北周建德四年（575年），铜官县改为同官县。从隋代至清代，虽然隶属多有改变，但都基本上沿袭了同官县建制。

民国35年（1946年）7月，同官县改称铜川县。

1958年4月5日，撤销铜川县建制，设立铜川市。

王益区原名铜川市城区。

1980年4月5日，经陕西省人民政府批准并报经国务院同意，铜川市设立城区、郊区两个市辖区人民政府，均属县级建制，并于5月1日正式办公，同时，中共铜川市委批准成立了中共铜川市城区委员会。城区区委驻地七一路原工委办公地点，城区人民政府驻地健康路。城区管辖面积约20平方公里，时辖城关、青年路、五一路、七一路、红旗街、桃园、黄堡街、王家河、焦坪、王石凹10个街道办事处，74个居委会，28个家委会

1984年及1987年的2次区划变更后，城区辖1个镇、2个乡、4个街道办事处，面积162.2平方公里。

2000年2月18日，经国务院批准，陕西省人民政府办公厅下发更名通

知：铜川市城区更名为王益区。4月18日，区政府举行挂牌仪式，正式更名为王益区。

2003年7月28日，王益区委区政府迁入红旗街原市委市政府机关大楼办公。

2010年9月26日，王家河镇政府更名为王家河街道办事处。