1954年设第四区，1955年改六家子区，1960年改城郊街道。1984年阜新市郊区更名为细河区。
1996年，细河区面积365.5平方千米，人口约16万人。辖2个街道、5个镇。区政府驻市区中华路。
2000年第五次人口普查，细河区常住总人口157706人，其中：西苑街道13787人，北苑街道19861人，华东镇12241人，韩家店镇21392人，四合镇35967人，长营子镇29180人，水泉镇21725人，沙海（虚拟镇）3553人。
2002年3月4日，省政府（辽政[2002]60号）批复同意：撤销华东镇、四合镇，合并设立四合镇；撤销长营子蒙古族镇，设立长营子镇，继续享受民族乡待遇。
2002年4月27日，国务院（国函[2002]33号）批复同意调整阜新市部分行政区划。其中涉及细河区部分：（1）将细河区的韩家店镇和西苑街道的王营矿居委会划归海州区管辖，水泉镇划归太平区管辖，长营子镇划归新邱区管辖。（2）将海州区的东苑街道，新兴街道的辽工大、新荣、怡静园三个居委会，和平街道的花园、民族、中学、东风、园丁5个居委会，西山街道的兴工、西环、育新、电工、丹阳、新建、四合、四保、局北、煤校10个居委会划归细河区管辖。实际调整情况如下：（1）将细河区的韩家店镇划归海州区管辖；将细河区西苑街道王营矿社区划归海州区平安西部街道管辖；将细河区水泉镇划归太平区管辖；将细河区长营子镇划归新邱区管辖。（2）将海州区以中华路和四合路中间线为界划分，中华路东起东出口，西至与四合路交叉路口以北，及四台路与中华路交叉路口至与四台镇交界路段以东北区域，即东苑街道，新兴街道的辽工大、新荣、怡静园3个社区，和平街道的花园、民族、中学、东风、园丁5个社区，西山街道的兴工、西环、育新、电工、丹阳、新建、四合、四保、局北、煤校10个社区等共18个社区划归细河区管辖。（3）以并入四合镇的原华东镇行政区域设立华东街道，实行辽宁阜新国家农业科技园区管委会与细河区双重管理，以园区管委会为主体制。（4）西苑街道实行阜新市经济技术开发区与细河区双重管理，以开发区管委会为主体制；将细河区沙海管委会成建制划归阜新市经济技术开发区。（5）细河区新设学苑街道、中苑街道。
2002年6月，细河区辖6个街道、1个镇，33个社区、14个行政村，面积126.46平方千米，人口约18.96万人，区政府驻中华路25号。
2010年第六次人口普查，细河区常住总人口211288人，其中：西苑街道30932人，北苑街道22089人，东苑街道23596人，学苑街道47306人，中苑街道42079人，华东街道14454人，四合镇30832人。