清顺治十年（1653年），清朝颁布“辽东招民开垦令”，由山东、河北移民移入区境内北陵乡一带形成村落。
中华民国时期，境域属奉天省沈阳县，初为沈阳县西路1—8区、南路1区、北路6—8区，后沈阳县撤销路及路下辖区，改设直辖区，分属第五区、第六区。[1]
伪满洲国时期，境内部分地区划为奉天市区，设永信、于洪、北陵3区，其余仍属沈阳县。[1]
抗日战争胜利后，奉天市复为沈阳县，永信、于洪、铁西3区合并为沈阳市铁西区。[1]
1946年，国民革命军进驻沈阳后，恢复永信区、于洪区。[1]
1948年11月，永信、于洪、建设、铁西4区合并为沈阳市铁西区，北陵、塔湾、皇姑3区合并为沈阳市皇姑区；沈阳县划归沈阳市后，成立市郊，原沈阳县改划12个区，境内设马三家子、沙岭堡2区。1951年12月，马三家子、沙岭堡2区合并为马三家子中心区。1952年8月，马三家子中心区拆分为马三家子、平罗堡、沙岭堡、潘建台4个区。1954年3月，马三家子、平罗堡、沙岭堡、潘建台4区合并为西郊区。1956年7月，复设沈阳县，沈阳市西郊区划归沈阳县。1956年11月，沈阳县划归辽阳地区。1959年1月，沈阳县划归沈阳市。1959年12月，撤销沈阳县，分别划归铁西区、皇姑区。[1]
1964年3月，设沈阳市于洪区。1966年9月，于洪区改为向阳区。1968年5月，复名。[1]
2002年12月，于洪乡、杨士乡、北陵乡、陵东乡、沙岭镇分别改为于洪街道、杨士街道、北陵街道、陵东街道、沙岭街道；解放乡、老边乡合并为光辉乡。2003年8月，大青乡、翟家镇属张士开发区。[1]
2007年1月19日，撤销于洪区翟家镇、大青中朝友谊乡，设立翟家、大青中朝友谊街道办事处（实际由铁西新区代管）。[1]
2010年2月28日，于洪区把陵东街道黄河北大街以东土地和北塔街道划出，辖12街道。[1]
2019年12月，撤销大兴街道，将其管辖区域划入马三家街道；撤销于洪街道，将其管辖的东民、前民、和平3个社区和光辉、爱国、全胜、兴盛4个村划入沙岭街道，将红旗、世代2个社区划入迎宾路街道。[12]