前汉，增城属南海郡番禺县，后汉始设增城县。
据明清两代《增城县志》载：“后汉建安六年（201），析番禺地置增城县。”自乾隆时起，多部县志按语均说：“《后汉书·郡国志》曰：‘明帝置郡一，章帝置郡二，和帝置郡三，安帝又命属国比领郡者六，又所省县渐复分置。至于孝顺，凡郡国百五，县邑道侯国千一百八十’，并不言建安立县之事。《宋书·州郡志》亦只言：‘增城县，前汉无，后汉有’。与《文献通考》同。旧志俱言县始于建安六年，不知何据？俟再考。”但经历240多年，并无人去考证。
根据《后汉书·郡国志》户口断限于永和五年（140），当时南海郡辖七县，已有增城县在内。增城建县最迟为后汉永和五年。
晋及南朝宋、齐时，增城属广州南海郡。宋元嘉中析增城绥福河流域及以西地区置绥宁县，梁代又复并入增城县。
梁、陈两代移东官郡治于增城。
隋开皇九年（589）撤郡改州，增城属广州。其后经历唐、南汉、宋、元、明、清等1300多年，广州名称多次改变，增城始终都是广州的属县。
民国元年（1912）裁府，增城属粤海道，后直属广东省。
1949年中华人民共和国成立，增城属东江专区，1954年划入粤中区，1956年改属惠阳专区。
1958年与龙门县合并，仍称增城县，先后属广州市、佛山专区。
1961年又与龙门分开，属惠阳专区（后改称惠阳地区）。
1975年划归广州市管辖。
1993年12月8日，经国务院批准，撤销增城县，设立增城市，由广州市代管。
2014年2月12日，国务院同意撤销县级增城市，设立广州市增城区，以原增城市的行政区域为增城区的行政区域，增城区人民政府驻荔城街道惠民路1号。
2015年5月29日下午，增城举行撤市设区挂牌仪式。
