东北沦陷后，曾是牡丹江市掖河区的一部分，1942年改为汉阳特别分区。1945年“九三”抗日战争胜利后，始设阳明区，管辖两个街道和两个行政村。1948年5月，撤销阳明区，将原属街道和农村分别划归七星区和铁岭区管辖。1970年初，以东风区和爱民区各一部分区域成立前进人民公社，同年10月改为阳明区。1980年4月，省政府正式批准阳明区的建制。
1992年末，阳明区 位于牡丹江市城区东北部，东临牡丹江，南抵滨绥线铁路，西与东安区、爱民区接壤，北与郊区毗连。全境总面积17.3平方千米，下设大庆、阳明、前进3个街道。总人口8.8万人，其中非农业人口占98.9%；朝鲜、满、回族等少数民族人口约占6%。区政府驻光华街中段路南。（以上摘自《黑龙江省志·地名录》，有改动）
1997年9月30日，国务院（国函[1997]90号）批准同意撤销牡丹江市郊区。将原郊区的铁岭镇、桦林镇划归阳明区管辖（实际已于当年7月实施，并将阳明区的大庆街道划归爱民区管辖）。2000年，阳明区辖3个街道、2个镇。
2000年第五次人口普查，阳明区常住总人口163290人，其中，阳明街道29216人，前进街道27811人，新兴街道28959人，铁岭镇45977人，桦林镇31327人。
2005年，阳明区辖4个街道、2个镇：阳明街道、前进街道、新兴街道、桦林橡胶厂街道、铁岭镇、桦林镇。 阳明街道辖光华、阳光、阳明、东华苑、木材、公园6个社区；前进街道辖机车东、莲花、恒丰、机车西、二纺、华兴、研究所7个社区；新兴街道辖东苑、东风、天利、制药、镇江、裕民、东江、二发电8个社区和阳明、镇江、裕民、东江4个行政村；桦林橡胶厂街道辖东兴、东盛、西文、西苑4个社区；铁岭镇辖铁岭、色织、爱河、南山、青化5个社区和一村、二村、三村、福民、东新、福长、青梅、四道、北岔、苇子沟、南岔11个行政村；桦林镇辖江东、桦林、安民3个社区和工农、南城子、安民、桦林、临江、互利6个行政村。（根据《牡丹江市2005年代码》整理）
2007年7月11日，《黑龙江省民政厅关于调整牡丹江市部分行政区划的批复》（黑民区[2007]77号）：经省政府批准，同意将穆棱市所辖的磨刀石镇整建制划归牡丹江市阳明区管辖。2007年12月19日，《黑龙江省民政厅关于调整牡丹江市部分行政区划的批复》（黑民区[2007]143号）：同意将林口县所辖的五林镇整建制划归牡丹江市阳明区管辖。
2010年第六次人口普查，阳明区常住总人口240214人，其中，阳明街道44922人，前进街道27669人，新兴街道19889人，桦林橡胶厂街道17022人，铁岭镇37468人，桦林镇11240人，磨刀石镇32435人，五林镇49569人。