秦置成都县。1960年置区金牛区。区府驻金府路19号。
1996年，金牛区面积108.3平方千米，人口48万人。辖16个街道、4个乡：茶店子街道、光荣街道、抚琴街道、白果林街道、青羊北路街道、西安路街道、乡农寺街道、北巷子街道、人民北路街道、火车站街道、肖家村街道、驷马桥街道、解放路街道、曹家巷街道、西南交通大学小区街道、工业学院街道、金牛乡、营门口乡、洞子口乡、天回乡。
2000年，金牛区辖19个街道、4个乡：驷马桥街道、人民北路街道、曹家巷街道、肖家村街道、北巷子街道、西安路街道、乡农寺街道、青羊北路街道、西南交大街道、茶店子街道、抚琴街道、白果林街道、光荣街道、九里堤街道、化成街道、火车站街道、五块石街道、工业学院街道、解放路街道、金牛乡、洞子口乡、天回乡、营门口乡。
2000年第五次人口普查，金牛区常住总人口922804人，其中：北巷子街街道32026人，乡农市街街道44332人，西南交大街道30190人，青羊北路街道12953人，西安路街道22379人，四川工业学院街道13385人，人民北路街道33800人，肖家村街道32138人，火车站街道47179人，解放路街道32592人，曹家巷街道37422人，驷马桥街道40062人，茶店子街道24205人，抚琴街道28591人，白果林街道23411人，光荣街道30770人，九里堤街道19699人，化成街道33064人，五块石街道30441人，金牛乡70432人，营门口乡88262人，洞子口乡127262人，天回乡53436人，黄忠虚拟街道14773人。
2002年6月，营门口乡撤乡改街。2004年1月8日，省政府（川府民政[2004]2号）批复同意撤销金牛、洞子口、天回3个乡的建制；同年，将西安路街道与白果林街道合并，组成新的西安路街道；将抚琴街道与光荣街道合并，组成新的抚琴街道；将荷花池街道与火车北站街道合并，组成新的荷花池街道；将驷马桥街道与曹家巷街道合并，组成新的驷马桥街道；将人民北路街道与北巷子街道合并，组成新的人民北路街道。
2004年5月19日，《成都市金牛区人民政府办公室关于土桥街道办事处天回镇街道办事处更名的通知》（金牛府办发[2004]102号）：经市政府同意，将土桥街道办事处更名为金牛区人民政府金泉街道办事处，将天回镇街道办事处更名为金牛区人民政府天回镇街道办事处。
2004年，金牛区总面积107平方千米，人口密度6079人/平方千米。西安路、凤凰山、驷马桥、茶店子、抚琴、天回镇、营门口、九里堤、五块石、黄忠、西华、荷花池、金泉、沙河源、人民北路辖15个街道，共有73个社区、40个行政村。
2007年，金牛区对该区15个街道中的7个进行调整，重点是扩大西华街道的管理区域和职权，并对金泉、沙河源、营门口、九里堤、五块石和茶店子等6个街道进行局部调整。具体调整如下：
西华街道：原有面积两平方千米，办事处驻地在郫县境内，只负责西华大学校内主要事务。本次调整扩大其管理区域和管理职权，将原金泉街道的金泉路、金牛大道以东和北三环路一段以北的12.34平方千米区域，原沙河源街道天府华侨城项目的1.53平方千米区域，原营门口街道北三环路一段以北的0.07平方千米区域划归西华街道；同时将办事处驻地迁往天府华侨城内，原西华大学设立社区，提供服务。调整后，面积15.94平方千米，辖西华、府河苑、华侨城、兴盛4个社区。
金泉街道：原有面积26.5平方千米，调整后12.73平方千米。其中，将金泉路、金牛大道以东和北三环路一段以北的12.34平方千米区域划归了西华街道；将北三环路一段以南、金牛大道以东的0.31平方千米区域划归营门口街道；将西三环路三段以南、金牛大道以西的1.12平方千米区域划归茶店子街道。
沙河源街道：原有面积15平方千米，调整为10.17平方千米。将北三环路一段以南、交大路以西的0.25平方千米区域划归营门口街道；将北三环路一段以南、交大路以东、锦江以西的1.73平方千米区域划归九里堤街道；将沙河以南、锦江以东1.32平方千米区域划归五块石街道。
营门口街道：原有面积3平方千米，调整后3.49平方千米。将金泉街道的北三环路一段以南、金牛大道以东的0.31平方千米区域划归营门口街道。
九里堤街道：原有面积2平方千米，调整后3.73平方千米。将沙河源街道的北三环路一段以南、交大路以东、锦江以西的1.73平方千米区域划归九里堤街道。
五块石街道：原有面积2平方千米，调整后3.32平方千米。将沙河源街道的沙河以南、锦江以东1.32平方千米区域划归五块石街道。
茶店子街道：原有面积2平方千米，调整后3.12平方千米。将金泉街道的西三环路三段以南、金牛大道以西的1.12平方千米区域划归茶店子街道。
2010年第六次人口普查，金牛区常住总人口1200776人，其中：西安路街道87021人，西华街道111596人，人民北路街道77097人，荷花池街道62742人，驷马桥街道116239人，茶店子街道92181人，抚琴街道106754人，九里堤街道68502人，五块石街道51408人，黄忠街道39171人，营门口街道90861人，金泉街道83343人，沙河源街道123727人，天回镇街道85160人，凤凰山街道4974人。