清朝初年，改靖虏卫为靖远卫，今平川区辖境属靖远卫辖地。雍正八年〔1730年）改卫为县，靖远县辖三滩、九塬、十五营保寨、四十八屯。水泉堡、陡城堡（今水泉镇内）、打拉池堡（今共和镇内）属十五营堡寨之一。今种田、复兴乡境分别属马家寨、刘家寨等四寨管辖。同治十二年（1873），左宗棠奏设海城县丞于打拉池，分会宁、靖远、海原部分地方归其管辖，亦称打拉池分县。
民国以后，今平川区辖境大部分地方归靖远县，小水村归会宁县管辖。1926年，靖远县分东、南、西、北、中五区，今平川区辖境分属南区（今宝积、共和、种田、复兴）、北区（今水泉）。
1935年，靖远全县实行保甲制，共分四区、18联保、84保、877甲。水泉乡属靖远第一区第四联保，陡城、水泉、黄湾分别为一、二、三保，共管37甲。共和乡、宝积乡为第一区第五联保，分打拉池、周家地二保共30甲。红会及磁窑为第一区第八联保之一保。种田、复兴为第二区第一联保之一保。
1936年10月，中国工农红军一、四方面军在打拉池胜利会师，在水泉、打拉池成立了农会，为白银市境内最早建立的革命政权之一。1949年9月，小水村改归靖远县管辖。今平川区辖境属靖远县地。
中华人民共和国成立后，调整靖远、会宁二县的插花地，将靖远境内的会宁飞地小水村、杨稍村、小芦村划归靖远管辖；将会宁境内的靖远飞地宋家河畔，大、小羊营，红堡子划归会宁管辖。靖远县辖7区69乡。今平川区辖境分属第二区种田乡（今复兴、种田2乡）、共和乡、宝积乡，第三区陡城、水泉、黄湾3乡（今水泉镇）。
1958年，靖远县辖4个区、31乡，共有高级农业社372个。1959年，撤销区、乡，全县成立20个农村公社。今平川区辖境内有水泉、宝积、共和、种田（包括复兴）4个公社。
1961年调整社队规模，种田公社分为种田、复兴2个公社；水泉公社直属县政府管辖，打拉池区设工作委员会。同年12月，新增东湾区工委，水泉公社归东湾区工委管辖。
1963年，撤销大队建制，同时划公社为小公社，恢复区公所体制。1965年，将85个公社合并为24个，恢复生产大队建制和城关、宝积两个镇。今平川区辖境内有水泉、共和、宝积、复兴、种田5个公社和宝积镇。1983年，5个公社改为乡。
1985年5月14日，国务院批准（国函[1985]66号）恢复白银市（地级）。将靖远县的宝积镇和宝积、水泉、共和、种田、复兴等5个乡划归白银市，设立平川区。（辖境中部为宽阔的的旱平川，海拔1500～2000米，因以为区名）
1993年7月乡镇机构调整：撤销宝积镇，设立宝积路、电力路和红会路3个街道；由水泉乡析置设立王家山镇。
1996年，平川区面积1943（一说2106）平方千米，人口17.8万人。辖3街道1镇5乡：红会路街道、宝积路街道、电力路街道、王家山镇、宝积乡、共和乡、水泉乡、种田乡、复兴乡。区政府驻宝积乡。
1997年4月，由共和乡析置设立黄峤乡，由水泉乡析置设立陡城乡。至此，全区辖3个街道、1个镇、7个乡。
2000年第五次人口普查，全区常住总人口186428人，其中，宝积路街道47311人，电力路街道10416人，红会路街道22607人，王家山镇16187人，水泉乡11277人，陡城乡20429人，宝积乡12361人，共和乡18478人，黄峤乡12165人，种田乡8054人，复兴乡7143人。
2002年9月，撤销陡城乡成立陡城镇，撤销红会路街道设立红会镇。2004年9月，撤销水泉乡、陡城镇，设立水泉镇。2005年2月乡镇机构改革：撤销红会镇，恢复红会路街道；撤销共和乡，设立共和镇；由宝积路街道析置设立兴平路街道。2009年10月，宝积路街道更名为长征（路）街道。至此，全区辖4个街道、3个镇、4个乡：长征街道、电力路街道、红会路街道、兴平路街道、王家山镇、水泉镇、共和镇、宝积乡、黄峤乡、种田乡、复兴乡。
2008年末，全区农村人口2.09万户、10.32万人，有7个乡镇，59个行政村，296个村民小组（不含城区数据）。2010年第六次人口普查，平川区常住人口192398人。
2010年第六次人口普查，平川区常住总人口192399人，其中，长征街道28604人，电力路街道20899人，红会路街道12483人，兴平路街道32662人，王家山镇14400人，水泉镇32918人，共和镇16075人，宝积乡14667人，黄峤乡10121人，种田乡4970人，复兴乡4600人。
2014年，省民政厅（甘民复〔2014〕154号）批复同意：撤销宝积乡，设立宝积镇。