春秋时期，今浦口区域先属楚国棠邑，后入吴。战国初，吴亡入越，越亡复归于楚。秦至东汉末年，区境先后隶属九江郡、临淮郡、广陵郡的棠邑县（后改堂邑县）。三国时，区境先属魏，后属吴。晋太康六年（285年），于区境西南置乌江县，治乌江镇，隶扬州淮南郡，领今珠江以西地区。西晋永嘉元年（307年），于今泰山镇范围内置宣化镇。东晋隆安元年（397年），改棠邑为尉氏县，今珠江以东地区、宣化镇隶属秦郡尉氏县。
南朝梁天监元年（502年），分尉氏为堂邑、尉氏两县。区境属尉氏县。陈太建元年（569年），地入北齐；五年，“江浦”作为地名载入《南史》。隋开皇三年（583年），宣化镇改称六合镇。四年，废尉氏、堂邑、方山三县，置六合县。区境分属和州乌江县、方州六合县（原尉氏县）、滁州新昌县。十八年，新昌县改为清流县。唐初，区境分属淮南道和州乌江县、扬州六合县、滁州清流县。景龙三年（709年），分清流县置永阳县。南唐升元二年（938年），改永阳县为来安县。
北宋太宗至南宋绍兴年间，区境分属淮南西路和州乌江县及淮南东路真州六合县、滁州来安县。元代，区境分属河南江北行省庐州路和州乌江县及扬州路真州六合县、滁州来安县。明初，省乌江县入和州，属庐州府；省来安县入滁州，属凤阳府；六合县改属扬州府。洪武九年（1376）六月，划和州遵教、怀德、任丰、白马4乡及六合县孝义乡和滁州丰城乡、和州一部分置江浦县，隶属南直隶应天府，县治设在浦子口城内（今东门大街）。从此，区境分属应天府的江浦县、扬州府六合县。洪武二十二年，六合县亦改属应天府。
清顺治二年（1645年），改应天府为江宁府，区境分属江南省江宁府的江浦、六合两县。咸丰八年（1858）即天历戊午八年，太平天国以江浦县为省治，设天浦省。同治三年（1864年），复属江宁府的江浦、六合两县。民国元年（1912年），江苏省行政公署成立，江浦直属于省。民国三年，区境属金陵道。民国16年，国民政府迁都南京，废道，改行省、县二级制，江浦复属省，将浦口商埠区域由江浦县划属南京市。民国22年，江浦改属省第九行政督察区，浦口商埠区域改建为南京市第八区。民国24年，江浦属第十行政督察区。
民国26年，原浦口区域复属江浦、六合两县。民国30年起，江浦改属江苏省第五行政督察区。民国35年后，原浦口区域恢复为南京市第八区建制。民国37年（1948年）11月，中共江淮区党委建立江全督导室；民国38年1月，改称江全办事处，隶属江淮第五专员公署。2月，中共华东局撤销江全办事处，成立江浦县政府。（以上根据网络资料略有改动）
1949年4月25日，浦口解放后，江浦县所属的浦镇、东门镇划归南京市，与原浦口并建为南京市两浦区。6月2日，复称南京市第八区。1950年6月15日，南京市重新划区，第八区改为第七区。1955年8月3日，第七区改名浦口区，以驻地浦口镇得名。
1949年4月21日，江浦全境解放，成立江浦县人民政府，与全椒分治；5月划归安徽皖北行署区滁州专区。1953年1月，江浦由安徽省划回江苏省，属扬州专区。1956年2月划属镇江专区。1957年1月属扬州专区。1958年7月属南京市。1962年6月属扬州专区。1966年3月属六合专区。1971年3月，六合专区撤销，复属南京市。
1989年，撤销顶山乡，设立顶山镇。1992年12月，撤销城东乡，并入珠江镇。1995年，撤销南门镇并入顶山镇。1996年，浦口区辖1个街道、4个镇、1个乡：浦口街道、泰山镇、顶山镇、沿江镇、盘城镇、永丰乡；江浦县辖7个镇、5个乡：珠江镇、桥林镇、石桥镇、乌江镇、星甸镇、汤泉镇、永宁镇、大桥乡、陡岗乡、林山乡、龙山乡、建设乡。1998年，撤销林山乡，设立乌江镇。2000年，撤销建设乡并入珠江镇，撤销陡岗乡并入桥林镇。
2000年第五次人口普查，浦口区常住总人口224112人，其中：浦口街道42814人、泰山镇59828人、顶山镇42489人、沿江镇24839人、盘城镇21601人、永丰乡13825人、珍珠泉旅游度假区2481人、南京高新区16235人。江浦县总人口292641人，其中：珠江镇100997人、桥林镇40041人、永宁镇42015人、汤泉镇21805人、星甸镇36094人、乌江镇19540人、石桥镇23499人、老山林场虚拟镇5637人、汤泉农场3013人。
2002年4月3日，国务院批准：撤销南京市浦口区和江浦县，设立新的南京市浦口区，以原浦口区和原江浦县的行政区域为浦口区的行政区域。区人民政府驻珠江镇。同年5月，南京市调整江北地区行政区划，江浦县、浦口区合并，正式成立新的浦口区。
2002年，撤销顶山镇，设立顶山街道。2003年，永丰乡并入盘城镇。区划调整后，浦口区辖3个街道、8个镇：泰山街道、顶山街道、沿江街道、盘城镇、珠江镇、桥林镇、石桥镇、乌江镇、星甸镇、汤泉镇、永宁镇。
2006年3月26日，正式撤销珠江镇，设立江浦街道，辖13个居委会、16个村，人口10万多人。同年，经区政府批准，新成立社区居民委员会2个，新增村委会、居委会合署的社区居委会5个。2006年末，全区辖浦口区辖4个街道、7个镇：泰山街道、顶山街道、沿江街道、江浦街道、桥林镇、永宁镇、汤泉镇、星甸镇、石桥镇、乌江镇、盘城镇。全区共有社区88个，村委会105个（其中村居合署20个）。
2007年，盘城镇、汤泉镇、桥林镇撤镇设立街道。行政区划调整后，浦口区辖7个街道、4个镇：泰山街道、顶山街道、沿江街道、江浦街道、盘城街道、汤泉街道、桥林街道、永宁镇、星甸镇、石桥镇、乌江镇。
2010年第六次人口普查，浦口区常住总人口710298人，其中：泰山街道165706人，顶山街道47082人，沿江街道66329人，江浦街道164891人，桥林街道42718人，汤泉街道26950人，盘城街道69815人，永宁镇44546人，星甸镇32784人，石桥镇25222人，乌江镇24255人。
2011年3月15日，江苏省政府（苏政复[2011]12号）批复同意将永宁镇花旗村划归泰山街道管辖。调整后，永宁镇面积101.51平方千米，人口3.81万人，辖1个居委会、10个行政村；泰山街道面积48.82平方千米，人口10.08万人，辖14个居委会、1个行政村。
2012年8月，浦口区调整部分行政区划：乌江镇与桥林街道合并设立新的桥林街道，石桥镇、星甸两镇合并设立星甸街道，将原星甸镇万隆居委会西至绕镇公路、北至汤泉街道办事处瓦殿村、东至龙华居委会、南至解放桥居委会的区域（新金居委会）以及龙山、龙井、龙华3个居委会和大黄村委会划归汤泉街道管理。2013年6月17日，撤销永宁镇，设立永宁街道（苏政复[2013]55号）。