富阳在秦王政二十六年（公元前221年）置县，县治即今富阳区区政府所在地。初置县时辖境含桐庐、建德等地。富阳秦汉称富春。

新莽始建国元年（公元9年），改名诛岁。

东汉建武元年（公元25年），复名富春。

三国吴黄武四年（公元225年），析富春部分县地置建德、新昌（后改寿昌）、桐庐3县。次年（公元226年），又析富春部分县地置新城（后改新登）县。富阳、新登两县建置以此而始。

东晋太元十九年（公元394年），为避简文帝生母宣太后郑阿春讳，更名富阳，富阳之名始于此。

五代梁开平元年（公元907年），太祖朱温为避其父朱诚讳，改名新登，新登之名始于此。五代梁开平二年（公元908年）复改名富春。

北宋太平兴国三年（公元978年）又改为富阳县。

民国时期，初属钱塘道，民国十六年（公元1927年），废道直属于省。

民国二十七年（公元1938年）改属第一行政区，后又多次变更，至民国三十七年（公元1948年），改隶第四行政区。

中华人民共和国成立后，富阳初属临安专署，1952年改为省直辖。

1955年划归建德专署。

1958年12月，改属杭州市。

1994年1月18日，经中华人民共和国国务院批准，撤销富阳县，设立富阳市，行政区域不变，隶属关系依旧。2月4日，浙江省人民政府发出《关于撤销富阳县设立富阳市的通知》。3月28日，富阳市举行撤县设市庆典活动。

2014年12月13日，经国务院批准，撤销富阳市，设立杭州市富阳区。以原富阳市的行政区域为富阳区的行政区域，富阳区人民政府驻富春街道桂花路25号。