云岩区境，元至元十九年（1282年）置顺元路军民宣慰司，属湖广行省。 至元二十九年（1292年）改为八番顺元等处宣慰司都元帅府，元末降为顺元路军民安抚司，今区境均属其管辖。
明洪武四年（1371年）置贵州宣慰司，隶四川行省。明永乐十一年（1413年）改隶贵州行省。今区境均在其辖下。明隆庆二年（1568年）移程番府入省城，明隆庆三年（1569年），改程番府为贵阳府，今区域是府城附郭。明万历十四年（1586年）置新贵县，今区境为其附郭。明万历二十九年（1601年）贵阳府升贵阳军民府，辖地含今区境。
清康熙二十六年（1687年），裁贵州前卫，设置贵筑县，贵筑县辖9里。其中的红边里、西上里、南隅里等均在今云岩区境域。清乾隆十四年（1749年）十月，贵阳府亲领8保，其中内城东北保、西北保及外城西南、东南、东北、西北等保所辖地范围大部分在今云岩区境域。清乾隆四十六年八月（1781年9月）以贵筑县北门外（今喷水池以北地区）新城日繁，商贾云集，令将贵筑县丞移驻新城，就近稽查（新城在今区域）。清宣统三年（1911年）十一月初四日，贵州光复，成立贵州军政府，后改贵州省公署；治所地址一直在今省府路贵山苑小区内。
民国三年（1914年）1月改贵阳府为贵阳县，同年8月将贵州分为黔中、贵西、镇远三道，贵阳县属黔中道管辖，今区境均在贵阳县辖境内。民国九年（1920年），废黔中道，贵阳县直属于省。 民国三十年（1941年）7月1日贵阳市正式成立，贵阳设市之初，仍然沿袭旧制，城市治安由警察局管理，警察局之下设5个分局，警察分局有行政职权，分局之下设联保，联保之下设保、甲。当时，警察一分局驻中华北路，警察二分局驻中华中路，警察三分局驻公园北路。 民国三十二年（1943年）春，经贵州省政府核准，将原来5个警察分局下辖的22个联保改为20个镇，各镇建立镇公所。这20个镇当中的毓秀镇等13个镇在今区境。 民国三十三年（1944年）11月，将贵阳市的20个镇裁撤，成立9个区，区级政权之下未设乡、镇，区公所直接领管保，这一建置直到1949年11月贵阳解放都未再变动。
1949年11月15日，贵阳解放。11月22日，贵阳市军事管制委员会派出军代表接管贵阳市的一、二、三及七、九区公所隶属今云岩区境。
1950年5月，将原来的9个区划为7个区。
1952年8月，贵阳市郊的五至七区管辖范围又改划为5个乡，36个行政村。
1953年6月，又将郊区的5个乡改为7个乡、8个办事处。
1954年，将贵筑县划拨给贵阳市管辖，原来由贵筑县乌当区下辖的偏坡、雅关、渔安划为乡。将大宅吉、小宅吉、建水、市北村、大洼、桥下等村划归大洼乡；黔灵、香狮、头桥、中寨、黄泥田等村划归头桥乡；东山一带划归东山乡。
1954年，贵阳市将郊区的8个街道划归两城区。
1955年8月，贵阳市第一区更名为云岩区，第二区就更名为富水区。
1982年8月，云岩区下辖14个街道及黔灵公社。
1984年6月，撤销黔灵人民公社，建立黔灵乡。
1989年1月，在贵乌路、北京路街道、黔灵乡的大宅吉、小宅吉为主的一部分地区（东至贵乌路的半边街，南至盐务街，西至雅关、南垭路，北到麻冲地区）划出建立宅吉街道。
2000年4月，撤销黔灵乡，建立黔灵镇。云岩区下辖15个街道办事处和1个镇。
2001年，全区辖15个街道、1个镇，112个社区、13个村。
2009年，全区共18个街道，1个镇，134个社区，19个村。
2012年，全区共1个镇、26个社区。
