春秋战国时期，燕国的重镇。公元前221年，秦始皇统一中国后，分天下为36郡，沈阳隶属辽东郡。
西汉时期，沈阳已具有城市轮廓，称为“侯城”。
唐代，改称“沈洲”。
公元921年，辽太祖移民到此，修筑土城，生产随之发展。
金代时期，金太祖攻占沈洲，沿用“沈洲”之名。
1296年，元代重建土城，改沈洲为“沈阳路”，归辽阳管辖。由于沈阳地处沈水（浑河）之北，以中国传统方位论，即“山北为阴，水北为阳”，故改沈洲为沈阳。
从此，“沈阳”这一名称正式出现在史料上。
1386年，明朝改称“沈阳路”为“沈阳中卫”。
1625年，清太祖努尔哈赤把都城从辽阳迁到了沈阳，并在沈阳城内着手修建皇宫（今沈阳故宫）1643年清太宗皇太极改称沈阳为“盛京”。
1644年，清朝迁都北京后，沈阳为陪都。
1657年， 清朝以“奉天承运”之意在沈阳设奉天府，沈阳又名“奉天”。
民国二十六年（1938年）1月1日在区界内建立沈阳区。
民国三十六年（1948年）11月20日，沈阳区与沈河区合并，定名为沈河区。
1952年2月，沈阳市进行调整时，将原南市区，北市区，北关区3个区10个公社（街道）划入沈河区。
2000年，沈河区辖16个街道。
2001年，沈河区辖16个街道：一经街道、二经街道、大西街道、小西街道、大南街道、小南街道、滨河街道、万莲街道、中街街道、正阳街道、惠工街道、朱剪炉街道、文化路街道、风雨坛街道、山东庙街道、新北站街道。
2005年1月17日，沈阳市人民政府同意沈河区将原16个街道办事处调整为10个街道办事处，并对街道办事处行政管辖区域进行调整。同日，沈河区召开街道体制改革动员大会，将原有16个街道办事处调整为10个，分别是：新北站、朱剪炉、皇城、大西、山东庙、风雨坛、滨河、万莲、大南、五里河10个街道办事处。
2010年2月，沈阳实行新的区划调整，将东三环以西，浑河以南 ，沈吉铁路以北的原东陵区城区部分划归沈河区，至此，沈河区辖区面积增加到58平方公里，下辖15个街道，124个社区。
