三国魏景初三年（公元239年）因辽东城乱，“以辽东沓县吏民渡海居齐郡界，立新沓县以居徙民”（新沓县故地在今山东省淄川县境内）。
两晋、前燕、前秦、后燕属平州辽东郡。后燕光始四年（404年）高句丽割据辽东，于金州地置卑沙城。
唐代属安东都护府积利州。辽代属东京道辽阳府。金代，袭辽制，置苏州，属东京路辽阳府。金皇统三年（1143年）降苏州为化成县。金贞佑四年（1216年）升化成县为金州。“金州”之名自此始。金兴定二年（1218年）置金州防御使。
元代，废金州并入盖州路，后又并入辽阳路。
明代，洪武五年（1372年）置金州，属山东布政使司。洪武八年（1375年）置金州卫，属辽东都指挥使司。洪武二十八年（1395年）废除州制，专行卫制。治所在今金州城。
清代，初袭明制。顺治十八年（1661年）始设金州巡检司，隶海城县。康熙十九年（1680年）裁金州巡检司，改设金州营。雍正五年（1727年）复设金州巡检司，改隶复州通判。雍正十二年（1734年）裁金州巡检司设宁海县，隶奉天府。道光二十三年（1843年）熊岳副都统衙门移驻金州，隶盛京将军。同年，升宁海县为金州厅。设海防同知衙门，驻金州城西街，隶奉天府尹。
光绪二十年（1894年）日本侵占辽东半岛，于金州设立军政署，实行军事统治。光绪二十一年（1895年）俄、德、法三国“干涉还辽”，金州厅与金州协领衙门建制恢复。
光绪二十三年（1897年）冬，沙俄舰队侵占旅顺口，在金州地区设“金州市”、“金州行政区”，属“关东省”。
民国二年（1913年）中华民国政府改金州厅为金县，隶奉天省。
民国十四年（1925年）改属沈阳道。
民国十八年（1929年）废道制，改奉天省为辽宁省，金县直属辽宁省。
1945年8月22日，苏联红军进驻金州，实施军管。同年12月16日，成立了中国共产党领导下的金县政府，属旅大行政联合办事处。
1950年12月1日，改属旅大市人民政府。
1966年3月31日，改属辽宁省辽南专署。
1969年，辽南专署撤销，金县复归旅大市。
1981年2月9日，旅大市人民政府改为大连市人民政府，金县属之。
1984年，国务院正式批准在金县辖区兴建中国第一个国家级开发区——大连经济技术开发区，代管金州区马桥子、大孤山、海青岛、湾里、董家沟、金石滩6街道。2003年大连市金州区得胜镇、大李家镇交由大连经济技术开发区代管，2010年撤大李家镇、得胜镇，设立大李家街道、得胜街道。至2010年大连经济技术开发区共代管大连市金州区8街道行政区划属金州区。
1987年4月，国务院批准金县撤县改区，同年5月20日，举行撤县改区大会，金县更名为大连市金州区，隶属大连市。
1992年5月经中华人民共和国国务院批准设立大连保税区，是目前中国大陆开放程度最高、政策最优的综合性经济区域之一，代管金州区大窑湾街道行政区划属大连市金州区。
2010年4月9日，大连市政府宣布启动新市区管理体制改革，将金州区所辖区域中二十里堡街道和亮甲店街道交由大连保税区代管加上原有大连保税区代管的大窑湾街道之后大连保税区面积达到250多平方公里。大连保税区已成为全国面积最大的保税区，是全国唯一的集保税区、保税港区、出口加工区管理于一身的特殊监管区。至此，大连保税区共辖二十里堡街道、亮甲店街道、大窑湾街道行政区划属大连市金州区。
2010年4月9日，大连市政府宣布启动新市区管理体制改革，将大连市金州区三十里堡街道、石河街道、炮台街道、复州湾街道交由大连普湾新区代管。2010年5月27日，以普兰店湾为中心新区正式定名为大连普湾新区，在炮台举行成立大会。大连普湾新区党工委、管委会由此诞生。大连普湾新区由大连市人民政府单独派出一套行政机构，普湾新区党工委、管委会与大连市普兰店区人民政府合署办公，行政区划调整为大连市普兰店区。
2010年4月9日，大连市政府宣布启动新市区管理体制改革，将金州区所辖的27个街道中除二十里堡、亮甲店、大窑湾、三十里堡、石河、炮台、复州湾7个街道之外的金州区12个街道，大连经济技术开发区代管的大连市金州区8个街道，一并规划为金州新区。金州新区党工委、管委会与大连市金州区人民政府合署办公，2010年4月29日，金州新区党工委、金州新区管委会正式挂牌，大连金州新区由此诞生，行政区划属大连市金州区。
2014年6月23日，《国务院关于同意设立大连金普新区的批复》（国函〔2014〕76号）决定，同意设立国家级新区：金普新区。金普新区位于大连市中南部，包括大连市金州区全部行政区和大连市普兰店区部分地区总面积约2,299平方公里。
2015年8月4日，大连金普新区党工委、管委会正式在大连市金州区人民政府正式挂牌成立。
2016年1月31日，为加快金普新区城市建设经辽宁省人民政府同意将普兰店区石河、三十里堡、炮台、复州湾四个街道划归大连市金州区管辖。
2016年3月4日上午正式宣布了金普新区机构设置方案及部门机构设置方案本着进一步转变政府职能，在管理体制上金普新区党工委、管委会，分别为市委、市政府的派出机构，与大连市金州区委、区政府合署办公；撤销大连金州新区党工委、管委会和大连普湾新区党工委、管委会。（实际将原大连金州新区、原大连保税区、原大连普湾新区，三区的党工委、管委会人员重新编制，统一管理）
