道里区，原称埠头区。清末修筑中东铁路，以铁路为界，铁路以西为“道里”，铁路以东为“道外”。清代，属宁古塔将军（后为吉林将军）阿勒楚喀副都统辖地。1898年（清光绪二十四年），修筑中东铁路，今铁路以西之城区被划为铁路附属地。1907年（清光绪三十三年），中东铁路管理局局长霍尔瓦特公布《哈尔滨自治公议会章程》，将埠头区与新市街（今南岗）约7平方千米土地划为市区，归俄人把持的“哈尔滨自治公议会”管辖，逐渐以中央大街（原称中国大街）为中心形成金融商业区。
中华民国以后，1926年3月30日，东省特别区市政管理局发布布告，宣布解散俄人把持的市公议会，成立哈尔滨自治临时委员会。同年4月17日，东省特别区行政长官公署公布《哈尔滨市自治试办章程》；6月17日开始实施《试办章程》，将埠头区、新市街划归哈尔滨特别市管辖。东北沦陷后，1933年7月1日，划归新组建的哈尔滨特别市管辖。1938年7月1日，伪哈尔滨市公署公布市区条例，废止保甲制，实施区制，设立埠头区。1945年“九三”抗日战争胜利后，1946年将埠头区改为道里区。
1946年10月，道里区设商务、尚志、工厂、高士、商铺、斯大林、大同、买卖、地段和中央大街等10个街公所，其管辖范围：东至滨洲铁路沿线与道外分界，西至安道街与新阳区为邻，南至哈长铁路沿线与南岗接壤，北至松花江；新阳区设工程、共乐、建国、正阳河、安和、安静、安丰、抚顺和地包等9个街公所，其管辖范围：东至安道街与道里区分界，西至康安路与顾乡区接壤，南至哈长铁路沿线与南岗区为邻，北至松花江；顾乡区设安民、天合、康安、安阳等4个街公所和半拉城、薛家、肖家、蒋化、靠山等5个村公所，其管辖范围：东至康安路与新阳区分界，西至运粮河与双城县接壤，南至哈长铁路沿线与南岗区为邻，北至松花江。
1947年12月，将新阳区并入道里区，1948年6月又重新划分为道里、新阳两个区。1948年8月，道里区设尚志、兆麟、买卖、一面、高士、炮队、地段、田地、商铺、六道、经纬、北安、大安、商务：工部、工厂、中央和斯大林等18个街政府；新阳区设工程、三十六棚、共乐、福兴、民和、建国、通达、正阳河、抚顺、安心、安静、安国、安埠、安和、安丰、安康、安乐、安祥、安广和安平等20个街政府；顾乡区设新华、乡里、康安、安阳、光复、群力和工农等7个街政府；顾乡区下设薛家分区负责农村工作，并将原13个村公所调整为24个村政府。
1953年11月，撤销新阳区，其原辖区域以新阳铁路支线为界分别划入道里区和顾乡区；顾乡区所辖之郊区24个行政村全部划归王岗区。至此，道里区辖区西界延至新阳铁路支线；顾乡区辖区东界延至新阳铁路支线，西界缩至何家沟。1954年10月，道里区设经纬、工程、斯大林、高士、商务、田地、买卖、兆麟、中央、安和、地包、抚顺、安静和工厂等14个街道办事处；顾乡区设天合、新华、康安、安阳、工农、正阳河、共乐和建国等8个街道办事处。
1956年8月，黑龙江省人民委员会批准，撤销顾乡区，并入道里区（10月实施），下设尚志、经纬、通江、工程、新华、康安、工农、安和、安静、正阳河、建国、共乐、抚顺、买卖、工厂、地包和斯大林等17个街道办事处。1958年，太阳岛街道办事处由道外区划归道里区，至此道里区共设18个街道办事处。1958年11月（一说12月），撤销滨江区，将所辖之新发公社和新兴公社划归道里区。1960年1月（一说1959年），将肇东县的万宝公社划归哈尔滨市道里区管辖，并将新兴公社并入万宝公社。
1960年4月，将18个街道办事处合并为8个分社，即将尚志与经纬街道合并为经纬分社，工程与通江街道合并为工程分社，抚顺与地包街道合并为抚顺分社，安和与安静街道合并为安国分社，兆麟与斯大林街道合并为星火分社，共乐、建国与正阳河街道合并为共乐分社，新华与康安、工农街道合并为新华分社，太阳岛街道改称太阳岛分社。1961年8月，将8个街道分社划为尚志、经纬、通江、工程、新华、康安、工农、安和、安静、正阳河、建国、共乐、斯大林、星火、抚顺、地包和太阳岛17个街道分社；将2个农村分社划为5个分社，即新发分社划出一部成立新农分社，并将小西屯、金山堡和友谊大队与新华分社农业管理区合并成立幸福分社，万宝分社划出一部成立前进分社。至此，道里区共管辖17个街道分社和5个农村分社。
1963年3月（一说5月），将新发、万宝等5个农村分社划归新恢复的滨江区管辖。1967年11月，将17个街道分社合并为7个街道公社，即尚志与星火合并为东方红公社，经纬与工程分社合并为太阳升公社，通江与斯大林、太阳岛分社合并为反修公社，共乐与建国、正阳河分社合并为卫东公社，安和与安静分社合并为红卫公社，地包与抚顺分社合并为向阳公社，新华与康安、工农分社合并为爱民公社。1970年1月将反修公社划出一部分成立反帝公社，将爱民公社划出一部分成立拥军公社。