万秀区自汉元鼎六年（公元前111年）起，即为梧州城廓，是历代郡、州、府、道、县治所在地。1950年6月，市人民政府在该区设立城东、城南、城北和城中4个镇。1951年11月，设立河道办事处。1953年5月，撤镇设立第一、第二区和水上区人民政府。1955年8月，撤销城区政府，改设城中、城北、和平、大河、抚河（桂江）、下关、红楼、石鼓、南堤9个办事处。1958年9月，撤销办事处，建立城南、城北和水上3个区公所。1960年4月，分别改称为白云、万寿和鸳江3个公社。
1961年10月，万寿公社分为万寿、百花2个公社；11月，成立万寿、百花区公所，实行政社合一；同月，白云公社分为白云、石鼓2个公社；12月，成立白云、石鼓区公所。1962年8月，万寿、百花合并为万寿公社（区），白云、石鼓合并为白云公社（区）。1968年9月，撤销区公所，万寿、白云、鸳江公社分别改为红星、东方红、东风公社革命委员会。1979年2月，撤销红星、东方红和东风3个公社革命委员会，改为万秀、白云和鸳江3个区革命委员会。
1980年8月，撤销革委会，成立万秀、白云、鸳江3个区人民政府。1984年9月，撤销鸳江区，并入白云区。1990年8月，撤销白云区，并入万秀区。至此，万秀区管辖范围包括桂江东面、西江北面的全部城区。1992年，万秀区辖城北、城中、城东、城南4个街道，61个居委会。1996年，全区面积4.9平方千米，人口约13万人。区政府驻阜民路。
2000年第五次人口普查，万秀区总人口113969人。其中：城东街道38847人，城南街道29148人，城中街道18644人，城北街道27330人。
2002年8月26日，撤销61个居委会，设立中山、大东、云盖、石鼓、贺院、云龙、塘源、五坊、南中、阜民、冰泉、平东、平西、民主、四坊、东正、北山、桂北、百花、钱鉴、白云、华机、桂江等23个社区；同年，全区人口10万人。
2003年1月2日，国务院（国函[2003]1号）批准同意调整梧州市市辖区和苍梧县行政区划，其中：将苍梧县旺甫镇和原郊区城东镇划归万秀区管辖，万秀区人民政府驻阜民路；将万秀区塘源居委会划归蝶山区管辖。2月，区划调整后，全区总面积406.92平方千米，比上年增加402平方千米，辖4个街道、2个镇，22个社区、16个行政村，全区总户数46134户，总人口15.42万人。
2003年万秀区行政区划（根据当年广西行政区划代码整理）
001 城东街道 辖中山、大东、云盖、石鼓、贺院、云龙6个社区。
002 城南街道 辖五访、南中、阜民、冰泉、平东、平西6个社区。
003 城中街道 辖民主、四坊、北山、东正4个社区。
004 城北街道 辖桂北、桂江、华机、钱鉴、百花、白云6个社区。
101 城东镇 辖河口、双桥、扶典、思扶、华堂5个行政村。
102 旺甫镇 辖旺甫居委会；大新、旺甫、胜坡、大盈、红山、鹤洞、祝洞、龙洞、老义、山心、八会11个行政村。
2013年，《国务院关于同意广西壮族自治区调整梧州市部分行政区划的批复》（国函[2013]25号）同意撤销梧州市蝶山区、万秀区，设立新的梧州市万秀区。以原蝶山区、万秀区（不含旺甫镇）的行政区域为新的万秀区的行政区域。万秀区人民政府驻城南街道阜民路18号。将原万秀区的旺甫镇划归苍梧县管辖。行政区划调整后，万秀区辖7个街道、3个镇：城东街道、城南街道、城中街道、城北街道、角嘴街道、东兴街道、富民街道、城东镇、龙湖镇、夏郢镇。