永川因城区“三河汇碧”，形如篆文“永”字而得名。唐大历十一年（776年）置永川县。北宋初，昌州撤静南县，其地并入大足、昌元、永川等县，永川县仍属昌州。宋咸平四年（1001年）永川县隶梓州路，重和元年（1118年）改梓州路为潼川府路，昌州永川县隶属之。元至元二十年（1283年），昌州废，永川、昌元、大足等县辖地并合州。至元二十二年（1285年）改隶重庆路合州。至正二十三年（1363年），明玉珍起义建都重庆（国号“夏”），复置大足县辖永川县地。
明洪武六年（1373年）复置永川县，属重庆路。清康熙元年（1662年）省璧山县入永川县。雍正六年（1728年）复置璧山县。嘉庆时，永川县属四川省川东道重庆府。辛亥革命时，永川县属（重庆）蜀军政府。民国元年（1912年）3月12日，永川属重庆镇抚府；6月，重庆镇抚府撤销，永川县直属四川都督府。民国2年，属川东道行政公署（民国3年6月改为东川道行政公署，后更名为东川道道尹公署）。民国18年，永川县直属四川省政府。民国24年，四川省第三行政督察区专员公署设永川县。民国30年专员公署迁巴县，永川县仍属之。
解放初，永川县属巴县区行政专员公署。1949年12月20日，专署迁璧山县，改名璧山区行政专员公署，永川县属之。1951年4月，专署迁江津县，更名江津区行政专员公署。1952年9月，江津专署迁永川县。1969年9月，成立江津地区革命委员会。1978年5月，改为江津地区行政公署。1981年7月更名为永川地区行政公署；1983年4月，永川地区撤销并入重庆市，永川县改隶重庆市。1992年5月，永川撤县建市。2006年12月永川撤市设区。【注：1992年3月9日，民政部（民行批[1992]25号）批复：撤销永川县，设立永川市。2006年10月22日，国务院（国函[2006]110号）批准：撤销永川市，设立重庆市永川区，以原永川市的行政区域为永川区的行政区域，永川区政府驻中山路街道。】
1996年，永川市面积1575.7平方千米，人口约101.8万人。辖3个街道、17镇、14乡。市政府驻胜利路街道。
2000年第五次人口普查，永川区常住总人口984730人，其中：胜利路街道98502人、中山路街道79248人、南大街街道36681人、大安镇27207人、石竹镇26891人、金龙镇23820人、茶店镇18914人、陈食镇35435人、莲花镇13160人、临江镇38112人、双竹镇38058人、何埂镇43506人、松既镇14954人、聚美镇13256人、朱沱镇41593人、大河镇17275人、仙龙镇27366人、张家镇22251人、五间镇22937人、吉安镇13701人、来苏镇34104人、王坪镇24952人、宝峰镇20265人、双石镇30882人、永荣镇17499人、红炉镇30740人、万寿镇21546人、三教镇35477人、板桥镇26027人、花桥镇13477人、青峰镇24318人、永隆镇15241人、黄瓜山镇9941人、寿永乡14244人、涨谷乡13150人。
2002年末，永川市户籍总人口106.03万人，其中非农业人口24.48万人。辖中山路、胜利路、南大街3个街道，大安、石竹、陈食、临江、双竹、何埂、松既、朱沱、仙龙、五间、来苏、宝峰、永荣、红炉、双石、三教、板桥、青峰、黄瓜山、金龙、聚美、张家、吉安、王坪、永隆、茶店、莲花、大河、万寿、花桥、寿永31个镇和涨谷1个乡，共有93个居委会、631个村委会。
2003年11月11日，永川市乡镇行政区划调整，撤并13个镇乡，由35个镇（乡、街道）调整为19个镇、3个街道。
2005年6月8日，重庆市政府（渝府[2005]116号）批复同意松既镇更名为松溉镇。调整后，永川市辖中山路、胜利路、南大街3个街道和大安、陈食、临江、双竹、何埂、松溉、朱沱、仙龙、五间、来苏、宝峰、永荣、红炉、双石、三教、板桥、青峰、金龙、吉安19个镇。
2007年末，全区总人口1095040人，其中非农业人口285220人，占26.05%；全区常住人口92.33万人，人口密度为每平方千米696人。
2009年5月7日，重庆市政府（渝府[2009]55号）批复同意调整茶山竹海景区内板桥镇、金龙镇、大安镇、中山路街道、胜利路街道5个镇街的行政区域，设立茶山竹海街道。2009年10月21日，重庆市政府（渝府[2009]164号）批复同意撤销大安镇、双竹镇、陈食镇，设立大安街道、卫星湖街道、陈食街道。调整后，全区辖7个街道、16个镇。
2010年第六次人口普查，永川区常住总人口1024708人，其中：中山路街道192954人，胜利路街道134218人，南大街街道88948人，茶山竹海街道42383人，大安街道48371人，陈食街道39863人，卫星湖街道38112人，青峰镇19627人，金龙镇21665人，临江镇25740人，何埂镇38106人，松溉镇14270人，仙龙镇36561人，吉安镇20978人，五间镇19861人，来苏镇41361人，宝峰镇14007人，双石镇24315人，红炉镇21618人，永荣镇14305人，三教镇46458人，板桥镇22725人，朱沱镇58262人。