春秋 惠农区境为狄、戎杂居的游牧之地，未划入中央集权统治。
秦 统一六国后为北地郡辖。
汉 公元前127年(元朔二年)，区境属北地郡廉县（治今平罗县下庙乡西南)辖。不久，归属朔方郡。
三国 西晋 区境先后为匈奴、羌、鲜卑等少数民族所据，复为游牧之地。
东晋 十六国 区境先后为前赵（匈奴族）、后赵（羯）、前秦（氐）、后秦（羌）、夏（匈奴）各族政权所控制。
南北朝 太和初 区境属灵州普乐郡。北周（557年至581年）区境属怀远县。
隋 开皇十八年（598年），改属广闰县；仁寿元年（601年），为避太子杨广名讳，改广闰为灵武县；至杨广大业年间，区境又属灵武郡。
唐 唐前期区境属灵州都督府；安史之乱前后，属朔方道节度使。先天二年（713年）区境属定远军，后定远军升为县；景福二年（893年）升为州，名警州。
五代 区境先后为后梁、后唐、后晋、后汉、后周政权所控制，为灵州节度使辖区。后晋天福七年（942年）将警州降为威肃军；
北宋 属陕西路灵州定远镇所辖。至道年间（995年至997年）改为威远军。
西夏 区境归定州省嵬所辖。
元 属甘肃行中书省宁夏路（今银川市）定州。
明 嘉靖二十年(1541年)，筑北长城后（在今红果子地区），河西北长城以北地区为蒙古部落所据。区境被蒙古部落控制。嘉靖三十年（1551年），区境此时属宁夏卫平虏守御千户所。
清 属甘肃省宁夏府平虏守御千户辖。雍正三年（1725年）改称平罗县，区境属平罗县辖。雍正四年（1726年），属宁夏卫宝丰县（治平罗县宝丰镇）辖。雍正七年（1729年），区境为市口堡属宝丰县。乾隆三年十一月二十四日（1739年）因地震宝丰县毁而并入平罗。光绪年间（1908年）前，石嘴山设镇。
中华民国 民国初 区境属甘肃省宁夏道（先后改为朔方道、宁夏道、宁夏行政区）。民国十八年（1929年）宁夏建省，民国三十年（1941年），划平罗县的王全口、高庄、惠北、灵沙等地及其以北地区设置惠农县，隶属宁夏省辖。地域即为现惠农区。
1949年10月1日，中华人民共和国成立。10月4日惠农县人民政府成立，县党政机关驻宝丰镇，属宁夏省辖。1954年9月宁夏省撤销，与甘肃省合并，设银川专署，属甘肃省银川专署管辖。10月，县党政机关迁至黄渠桥。1958年9月银川专署撤销，10月25日，宁夏回族自治区成立，属宁夏回族自治区管辖。1960年3月，在惠农县的基础上成立石嘴山市，惠农县撤销。
1950年2月，经宁夏省人民政府批准，惠农县改划为6个区，27个乡，187个行政村。4月，又将6个区改划为5个区27个乡，168个行政村。同年，又将全县的168个行政村划为171个行政村。
1951年1月，宁夏省政府批准，将黄渠桥、石嘴山、宝丰3镇定为城市地区。
1952年3月，宁夏省政府将惠农县定为丁一等县。同时将全县27个乡改划为5个区34个乡。1953年全县进行调整，辖5个区，34个乡，231个行政村。
1954年3月，经宁夏省政府批准，惠农县在原第二区、第五区的基础上分别成立宝丰回族自治区、灵沙回族自治区，将原四区改为二区，一、三区不动，原各区所辖乡不变，共5区34乡。同年4月，惠农县村建制，调整为225个村。10月15日，根据甘肃省人民政府委员会“撤区并乡”的指示，惠农县撤区并乡，全县辖2个回族自治区、24个乡。
1956年2月，全县调整，将小乡合并大乡，全县辖15个乡，231个行政村。同年8月，经甘肃省人民委员会批准，将宝丰、灵沙两个相当区级的回族自治区撤销，建立惠北、灵沙、宝丰、礼和4个回族乡。又将石嘴山、黄渠桥2个乡改建为2个乡级镇。全县辖2个镇，13个乡231个行政村。
1957年1月，经甘肃省人民委员会同意，石嘴山镇由乡级镇改划为区级镇。10月25日，将外西河乡与燕子墩乡合并为燕子墩乡，东永固乡与渠中乡合并为渠中乡。全县辖2镇11个乡，231个行政村。
1958年8月，撤销黄渠桥镇，保留石嘴山镇，撤销乡的建置，建立3个农村人民公社，全县辖1镇3个人民公社。1镇3个人民公社为：石嘴山镇，灯塔、五星、红旗人民公社。11月3个人民公社分别改名为尾闸、黄渠桥、宝丰人民公社。
1960年1月7日，国务院第93次全体会议决定“设石嘴山市，撤销惠农县，将原惠农县的石嘴山、黄渠桥、燕子墩、渠中、宝丰、礼和、庙台、尾闸、下营子、黄渠拐子等10个乡(镇)划为石嘴山市的行政区域，其余地区划归平罗县”。（国务院1960年议字10号文件）。市政府机关驻石嘴山镇（今惠农区北街）。
同年3月市成立时，乡已改为人民公社，时辖一个区级镇——石嘴山镇和尾闸、宝丰、黄渠桥3个公社。4月，将镇改设2个市辖区，套用人民公社的组织形式，采取社、区“一套人马两块牌子”的做法，下辖30个居委会。北街公社（第一区）辖12个大队(居民委员会)，在新区（今河滨街）设管理区；南街公社（第二区）辖18个大队（居民委员会），在石嘴山火车站设管理区。
1961年5月，将原3个公社调整分置为8个公社：尾闸、下营子、黄渠桥、燕子墩、西永固、宝丰、庙台、礼和。1962年5月，将2个区合并为城区，下设6个街道办事处：南街、北街、工人新村、火车站、钢厂、新市区。
1963年，将大武口镇(今石炭井)划归市辖，城区合并为4个办事处：南街、北街、火车站、河滨区。是年6月，将国营园艺场改为园艺公社，将黄渠桥、宝丰两公社划归平罗县，将大武口公社划入。时有1区(城区)1镇(大武口镇)和尾闸、下营子、西永固、燕子墩、庙台、礼和、园艺、大武口8个公社。
1968年，大武口镇改设大武口。1970年，在石炭井设区。7月13日，成立石嘴山市郊区革命委员会，驻尾闸公社。辖8个公社和“五七”农场、农林牧场。时有3区(城区、石炭井区、郊区)1镇(大武口镇)。1971年，郊区撤销，各公社仍由市直辖。
1972年2月，在大武口设银北地区，石嘴山市由自治区直辖降为地区直辖。俗称“小市”。机关仍驻石嘴山，行政区划不变。1973年，大武口设区，城区撤销。1975年11月，银北地区撤销，恢复石嘴山市由自治区直辖，机关迁往大武口。同年12月，成立石嘴山市一、二、三区，石嘴山为二区。?
1975年12月，银北地区撤销，石嘴山市改由自治区直辖、市政府迁驻大武口。石嘴山改设石嘴山市二区。下设南街、北街、火车站、河滨街四个办事处。下辖28个居委会，同时辖园艺公社。1979年1月，将园艺公社交郊区，1987年6月，将园艺乡的一村子划拨石嘴山区称沿环村。1981年4月，石嘴山市二区更名为石嘴山区。
1976年12月11日，宁夏回族自治区党委批准成立石嘴山市郊区革命委员会，为县级市辖区，辖6个公社、32个大队、235个生产队。6个公社为尾闸、下营子、西永固、燕子墩、礼和、庙台。
1979年1月，石嘴山市革命委员会党的核心小组决定将大武口、园艺公社划归为郊区管辖。辖8个公社，36个大队、253个小队。设置石嘴山市郊区，县驻马家湾，属石嘴山市管辖。
1983年6月，郊区农村人民公社全部实行政社分开，将公社更名为乡，大队更名为村，小队更名为村民小组。全郊区辖8个乡，63个村，351个村民小组。
1987年6月，惠农县恢复建置，县驻马家湾，属石嘴山市管辖。大武口乡大部分划属大武口区，园艺乡安乐桥以东，三排以西地区划属石嘴山区，全县辖7乡48个村，303个村民小组。
1988年底，增置马家湾镇，辖惠东、惠西两个居委会和马家湾子、中渠、西渠3个村民委员会。
1989年，辖惠农县和石嘴山区及平罗县的宝丰、黄渠桥、高庄、灵沙、惠北5个乡镇和石炭井区的部分地区。
1994年，将园艺乡更改名为园艺镇，全县辖2镇6乡。
1995年7月23日，在红果子地区增设红果子镇，全县辖3镇6乡。
2000年，南、北街办事处各析置一个办事处，石嘴山区辖南街、育才、北街、中街、火车站、河滨街六个办事处，下辖50个居委会。
2002年9月，根据石嘴山市行政区划调整工作的实施，惠农县将园艺镇移交石嘴山区管辖。
2003年7月18日，经自治区人民政府宁政发[2003]年78号文件，批准惠农县园艺镇移交石嘴山区，惠农县辖三乡两镇，即礼和乡、庙台乡、燕子墩乡、红果子镇、尾闸镇。（7月18日，尾闸乡更名为尾闸镇）。
2004年1月30日，宁政发[2004]7号自治区人民政府《关于撤销石嘴山市石嘴山区和惠农县设立石嘴山市惠农区的通知》，撤销石嘴山市石嘴山区和惠农县，成立惠农区。4月，石嘴山市惠农区挂牌成立。