西林区名源于境内的小西林河名。大、小西林河均发源于美溪区境内，故有大、小西林之称。小西林河盛产细鳞鱼，“西林”取其谐音得名。
清光绪三十一年（1905年），西林地界隶属新成立的黑龙江省汤原县。
民国五年（1916年），西林地域隶属汤原县第4区（格节河）。
1945年，“九三”抗日战争胜利后，这里只住有少数猎户。
1947年10月，从佳木斯市移民47户来此开荒种地，始建佳林村，隶属汤原县南岔区管辖。
1950年，改隶第五区。
1952年，10月划归伊春县。
1953年，划归第二区管辖。
1956年，并村划乡，设置佳林乡。
1958年2月13日，伊春撤县变市，在西林设立街道办事处，隶属美溪区。
1968年8月，改称西林公社。
1969年12月6日，成立伊春市西林区，下辖9个自然村、4个街道办事处。
1985年，西林区总面积456.98平方公里，下辖西林、新兴、苔青、白林和三公里5个街道办事处。
2001年5月，根据省、市撤乡并镇的要求，将原有5个街道办事处调整为3个，保留新兴办事处，将三公里办事处并入西林办事处，将白林办事处并入苔青办事处；将前进村并入东丰村，同时将东丰村的隶属关系由西林街道办事处变更为苔青街道办事处。
2005年，苔青街道办事处辖区有白林和苔青两个社区、六条街道、一个东丰村。
2007年，新兴街道办事处辖区内的社区合并为4个，居民委没有变动。
伊春市丰林县是伊春市原来的伊春区。在2004年进行的伊春市行政区划调整中，伊春区撤销，原伊春区辖区划分为伊春市南岔区、西林区、友好区、翠峦区和新青区等五个区，其中丰林地区归入了新青区。2018年，伊春市再次进行行政区划调整，将原来的五个区划调整为七个区，丰林地区划归为伊春市乌马河区。