秦隶于广阳郡，汉属幽州所辖蓟县，辽归属析津府，金至民国初年属大兴府（县）辖。1925年设东郊区，1945年析为郊一区、郊二区，同年更名为第十三区和第十四区，1949年两区合并，为第十三区。1952年复置东郊区，1958年更名朝阳区。1952年至1962年，与当时的郊八区、东四区、东单区、通县昌平县、南苑区、顺义县做了较大规模的区划调整，形成现今的区域规模。
1993年，在南磨房、高碑店、大屯、将台、太阳宫5个乡设立地区办事处。
1996年，朝阳区面积470.8平方千米，人口138.4万人。辖21个街道、24个乡（其中5个乡同时设立地区办事处）：大屯地区（乡）、太阳宫地区（乡）、南磨房地区（乡）、高碑店地区（乡）、将台地区（乡）、朝外街道、三里屯街道、安贞街道、左家庄街道、小关街道、香河园街道、建国门外街道、团结湖街道、和平街街道、劲松街道、管庄街道、双井街道、酒仙桥街道、垡头街道、呼家楼街道、八里庄街道、机场街道、六里屯街道、亚运村街道、潘家园街道、麦子店街道、十八里店乡、三间房乡、小红门乡、王四营乡、长营回族乡、平房乡、东风乡、东坝乡、孙河乡、豆各庄乡、来广营乡、金盏乡、南皋乡、洼里乡、黄港乡、崔各庄乡、黑庄户乡、楼梓庄乡、管庄乡。区政府驻日坛北街。
1999年5月27日，第38次市长办公会议研究原则同意：设立望京街道；撤销南磨房、大屯、太阳宫、将台、高碑店5个地区办事处改为街道办事处（根据6月18日市城市管理体制改革领导小组会议的精神，撤销南磨房等5个地区办事处改为街道办事处，先进行撤乡建街工作试点，等试点工作结束后再行批复）。调整后，朝阳区辖22个街道、24个乡。
2000年第五次人口普查，朝阳区总人口2289756人，其中：建外街道50540人、朝外街道45650人、呼家楼街道65423人、三里屯街道51599人、左家庄街道83553人、香河园街道51011人、和平街街道94610人、安贞街道69651人、亚运村街道67334人、小关街道55828人、洒仙桥街道73080人、麦子店街道34976人、团结湖街道40745人、六里屯街道76258人、八里庄街道81964人、双井街道68941人、劲松街道72847人、潘家园街道99198人、垡头街道26436人、管庄街道81197人、机场街道26735人、望京街道91170人、南磨房乡69546人、高碑店乡56438人、将台乡33395人、太阳宫乡57294人、大屯乡94284人、小红门乡36069人、十八里店乡85635人、王四营乡24204人、平房乡37718人、东风乡60302人、洼里乡43737人、来广营乡51581人、金盏乡13125人、东坝乡38656人、楼梓庄乡17730人、黄港乡946人、崔各庄乡13623人、孙河乡16040人、南皋乡23010人、长营乡18710人、三间房乡23630人、管庄乡24118人、豆各庄乡12077人、黑庄户乡20620人。
2002年12月，同意在洼里乡、来广营乡、十八里店乡、东风乡、平房乡、三间房乡、管庄乡、小红门乡、长营回族乡设立地区办事处，实行“一套人马，两块牌子”体制，同时将长营回族乡（地区办事处）更名为常营回族乡（地区办事处）；将呼家楼街道位于CBD规划区域内的管辖区域划归建外街道管辖；对管庄街道的部分跨界管辖区域进行调整，将双柳巷、铁路小区、双桥西里、双桥西大院4个社区所在区域划归三间房地区办事处管辖，将八里桥南里社区、铁道部北京木材防腐厂所在区域划归管庄地区办事处管辖。
2004年6月，撤销楼梓庄、黄港、南皋三个乡，分别并入金盏、孙河、崔各庄三个乡；撤销管庄街道办事处，其所辖区域分别划入周边的管庄地区办事处、三间房地区办事处和黑庄户乡；在金盏、孙河、崔各庄、东坝、黑庄户、豆各庄、王四营等七个乡设立地区办事处，实行“一套人马，两块牌子”；大屯地区办事处和亚运村街道办事处原所辖部分区域划入洼里地区办事处，调整后的洼里地区办事处更名为奥运村地区办事处。调整后，朝阳区辖21个街道、21个地区（20个乡、1个民族乡）：朝外街道、建外街道、双井街道、劲松街道、潘家园街道、垡头街道、八里庄街道、六里屯街道、呼家楼街道、团结湖街道、麦子店街道、三里屯街道、左家庄街道、香河园街道、酒仙桥街道、望京街道、首都机场街道、亚运村街道、小关街道、安贞街道、和平街街道，小红门地区（乡）、十八里店地区（乡）、豆各庄地区（乡）、黑庄户地区（乡）、王四营地区（乡）、南磨房地区（乡）、三间房地区（乡）、管庄地区（乡）、高碑店地区（乡）、常营地区（回族乡）、平房地区（乡）、东风地区（乡）、东坝地区（乡）、金盏地区（乡）、将台地区（乡）、崔各庄地区（乡）、孙河地区（乡）、来广营地区（乡）、太阳宫地区（乡）、大屯地区（乡）、奥运村地区（乡）。
2005年7月6日，经北京市民政局《关于同意撤销大屯地区办事处（乡）设立大屯街道办事处》的函（京民划函[2005]190号）批准，撤销大屯地区办事处（乡）设立大屯街道，7月13日正式挂牌。
2005年末，朝阳区户籍人口171.1万人。辖22个街道、20个地区（19个乡、1个民族乡）：朝外街道、建外街道、双井街道、劲松街道、潘家园街道、垡头街道、八里庄街道、六里屯街道、呼家楼街道、团结湖街道、麦子店街道、三里屯街道、左家庄街道、香河园街道、酒仙桥街道、望京街道、首都机场街道、亚运村街道、小关街道、安贞街道、和平街街道、大屯街道，小红门地区（乡）、十八里店地区（乡）、豆各庄地区（乡）、黑庄户地区（乡）、王四营地区（乡）、南磨房地区（乡）、三间房地区（乡）、管庄地区（乡）、高碑店地区（乡）、常营地区（回族乡）、平房地区（乡）、东风地区（乡）、东坝地区（乡）、金盏地区（乡）、将台地区（乡）、崔各庄地区（乡）、孙河地区（乡）、来广营地区（乡）、太阳宫地区（乡）、奥运村地区（乡）。共有381个社区、157个行政村。
2011年5月16日，奥运村街道办事处正式挂牌成立。
朝阳区现辖23个街道、19个地区（18个乡、1个民族乡）：建国门外街道、朝阳门外街道、呼家楼街道、三里屯街道、左家庄街道、香河园街道、和平街街道、安贞街道、亚运村街道、小关街道、酒仙桥街道、麦子店街道、团结湖街道、六里屯街道、八里庄街道、双井街道、劲松街道、潘家园街道、垡头街道、南磨房地区（乡）、高碑店地区（乡）、将台地区（乡）、太阳宫地区（乡）、大屯街道、望京街道、小红门地区（乡）、十八里店地区（乡）、平房地区（乡）、东风地区（乡）、奥运村街道、来广营地区（乡）、常营地区（回族乡）、三间房地区（三间房乡）、管庄地区（乡）、金盏地区（乡）、孙河地区（乡）、崔各庄地区（乡）、东坝地区（乡）、黑庄户地区（乡）、豆各庄地区（乡）、王四营地区（乡）、首都机场街道，以及望京开发街道。