平谷县设在四山高耸、中间宽平的谷地中，因而就叫平谷。秦置平峪县。西汉改平谷县。北魏废。金大定二十七年（1187年）于大王镇置平谷县，即今平谷县治。1949年8月，属河北省通州专署。1958年3月，通县专区撤销，平谷县改属河北省唐山专署；同年10月划入北京市。
1996年，撤销马昌营乡，设立马昌营镇；撤销韩庄乡，设立韩庄镇；撤销马坊乡，设立马坊镇；撤销夏各庄乡，设立夏各庄镇。2000年，撤销大兴庄乡，设立大兴庄镇；撤销门楼庄乡，并入东高村镇；撤销北杨家桥乡，并入峪口镇；撤销英城乡，并入马坊镇；撤销王辛庄乡、乐政务乡，合并设立王辛庄镇。
2000年第五次人口普查，全县总人口396701人，其中：平谷镇90457人、东高村镇31741人、山东庄镇18598人、峪口镇29584人、南独乐河镇23678人、大华山镇20481人、夏各庄镇25327人、马坊镇18920人、马昌营镇16058人、韩庄镇17336人、王辛庄镇40695人、大兴庄镇18812人、靠山集乡14284人、黄松峪乡5899人、熊儿寨乡4308人、镇罗营乡11007人、刘家店乡9516人。
2001年6月，同意撤销刘家店乡，设立刘家店镇；11月13日，京民划函[2001]475号批准同意撤销靠山集乡、镇罗营乡，设立靠山集镇、镇罗营镇。调整后，平谷县辖14个镇、3个乡：平谷镇、东高村镇、大兴庄镇、韩庄镇、马昌营镇、马坊镇、南独乐河镇、山东庄镇、夏各庄镇、峪口镇、王辛庄镇、大华山镇、刘家店镇、靠山集镇、熊儿寨乡、镇罗营乡、黄松峪乡。
2001年12月30日，国务院批准撤销平谷县，设立北京市平谷区。2002年2月7日，北京市人民政府（京政发[2002]7号）批复：（1）经国务院批准，撤销平谷县，设立平谷区。以原平谷县行政区域为平谷区行政区域。平谷区人民政府驻平谷镇府前街。（2）在平谷镇内设立滨河、兴谷两个街道办事处，其余乡镇建制及行政区划不变。2002年4月18日，平谷区挂牌成立。
2002年11月14日，京民划发[2002]400号同意平谷区在平谷镇、峪口镇、马坊镇、韩庄镇设立渔阳地区办事处、峪口地区办事处、马坊地区办事处、韩庄地区办事处，实行“一套人马，两块牌子”。
2002年末，平谷区面积1075平平方千米，人口38.9万人。辖2个街道、15个镇（其中4个镇同时设立地区办事处）、2个乡：滨河街道、兴谷街道；平谷镇、东高村镇、山东庄镇、峪口镇、南独乐河镇、大华山镇、夏各庄镇、马坊镇、马昌营镇、韩庄镇、王辛庄镇、大兴庄镇、刘家店镇、靠山集镇、镇罗营镇；黄松峪乡、熊儿寨乡。共有23个社区、273个行政村。区政府驻府前大街7号。
2003年4月，撤销靠山集镇并入韩庄镇（地区），并更名为金海湖镇（地区）。2005年末，平谷区户籍人口39.5万人。辖2个街道、14个镇（其中4个镇同时设立地区办事处）、2个乡：滨河街道、兴谷街道、渔阳地区（平谷镇）、峪口地区（镇）、马坊地区（镇）、金海湖地区（镇）、大兴庄镇、马昌营镇、东高村镇、夏各庄镇、南独乐河镇、镇罗营镇、大华山镇、刘家店镇、王辛庄镇、山东庄镇、黄松峪乡、熊儿寨乡。共有25个社区、273个行政村。