秦代即在境内设卢县。隋初为长清镇，开皇十四年（594年）始置长清县。因境内齐长城和清水而得名。唐天宝后并丰齐、祝阿、济北三县。宋至道二年（996）徙治所今址。1941年以黄河为界分为长清（黄河以西）、峰山（黄河以东）两县，1950年合并复名长清县。
1956年划黄河西长清辖区入齐河县。1959年撤销长清县建制，辖区分别划属历城、肥城、平阴三县。1961年5月1日，恢复长清县建制，原辖区还属。2001年6月26日，经国务院批准，撤销长清县，设立济南市长清区。2002年5月8日，长清区正式成立。
1984年2月，长清县设平安店、崮山、归德、五峰山、张夏、孝里、双泉、马山、万德9个区，后王、新李、小王、崮山、王府、大彦、国庄、李官庄、翟庄、小屯、?村、坦山、黑峪、庄家庄、纸坊、青杨、黄家峪、宋庄、胡林、广里、马岭、双泉、北傅、尹庄、马东、漩庄、季庄、史家庄、武家庄、石胡同、界首31个乡，城关、平安店、归德、张夏、孝里、万德6个镇。
1985年9月，长清县设城关、归德、万德、崮山、孝里、张夏、平安店7个镇，五峰山、武家庄、双泉、马山4个乡，辖743个自然村，610个村委会。1997年，面积1120平方千米。
1995年3月2日，长清县撤销马山、五峰山乡，分别设立马山镇、五峰山镇。全县面积1178平方千米，人口约51.6万人。辖9个镇、2个乡。县政府驻长清镇。
2000年，长清县常住总人口506579人，其中，长清镇99641人，平安店镇50155人，归德镇75904人，孝里镇46366人，崮山镇35100人，张夏镇45313人，万德镇52918人，五峰山镇28748人，马山镇30744人，双泉乡26690人，武家庄乡15000人，
2001年底，全县总面积1178平方千米。总人口53.0万人，其中非农业人口7.4万人。辖9个镇、2个乡，614个行政村。
2002年底，全区总面积1178平方千米。总人口53.18万人，其中非农业人口7.52万人。辖9个镇、2个乡，1个居委会、613个行政村。
2003年9月8日，经省政府批准，长清区撤销长清镇，以原长清镇的行政区域设立文昌街道办事处，办事处机关驻原长清镇人民政府驻地；撤销平安店镇，以原平安店镇的行政区域设立平安街道办事处，办事处机关驻原平安店镇人民政府驻地；撤销崮山镇，以原崮山镇的行政区域设立崮云湖街道办事处，办事处机关驻原崮山镇人民政府驻地；撤销五峰山镇，以原五峰山镇的行政区域设立五峰山街道办事处，办事处机关驻原五峰山镇人民政府驻地。2003年底，全区总面积1178平方千米。总人口53.32万人，其中非农业人口7.75万人。少数民族5145人。辖4个街道、5个镇、2个乡，616个行政村。
2010年10月16日，双泉乡正式撤乡设镇（5月鲁政函民字〔2010〕26号，5月31日济政字〔2010〕29号），人口3.1万人。
2010年第六次人口普查，长清区常住总人口578740人，其中，文昌街道121327人，崮云湖街道104823人，平安街道60766人，五峰山街道27378人，归德镇66395人，孝里镇38512人，万德镇67894人，张夏镇44301人，马山镇25670人，双泉镇21674人。
2015年末，长清区辖4个街道、6个镇（合计10个），48个居委会、585个村委会（合计633个）。