原为村名，传说因唐太宗李世民东征时曾在此设军营，故名。
1961年4月，华北石油勘探处在原广饶县辛店公社东营村附近打成第一口勘探井——华八井，获日产8.1吨工业油流，拉开华北石油会战的序幕。1962年9月23日，在东营构造上打的营2井获日产555吨油流，为当时全国日产量最高的油井。为纪念打出这一高产油井之日，胜利油田始称“九二三厂”。东营村一带逐步形成了由会战指挥部和部分二级单位机关及后勤单位组成的矿区城镇，称之为“基地”。1965年3月，惠民地委成立县级工作机构——中共惠民地区东营工作委员会和东营办事处。1971年6月11日，九二三厂更名为“胜利油田”。
1982年8月山东省政府向国务院请示成立省辖地级市—东营市。1982年11月10日，国务院批准，析利津、垦利两县及广饶县六户、牛庄、辛集、油郭四处人民公社，沾化县义和、四扣、太平、新户四处人民公社，博兴县龙居公社和乔庄公社的老于、刘家、王家三个生产大队建立东营市。1983年10月15日东营市正式挂牌办公。1983年10月，将惠民地区的广饶县划归东营市管辖。建市初，全市划为东营、牛庄、河口3个区，广饶、利津、垦利3个县，3个镇、55个人民公社，1780个生产大队。1984年撤社改乡。1987年6月10日，撤销东营市牛庄区，将其行政区域并入东营区。
1996年，全市面积8315平方千米，人口172.6万人，辖东营、河口2区，广饶、垦利、利津3县。黄河、广北、南郊、畜禽、渤海国营农场在境内。市政府驻东营区东城。
2000年第五次全国人口普查，东营市总人口1793171人。其中：东营区568510人、河口区220334人、垦利县242654人、利津县288832人、广饶县472841人。2000年末，东营市辖东营、河口2个区和广饶、利津、垦利3个县，23个镇、31个乡、4个街道，1773个村民委员会。
2001年，全市乡镇调整具体情况为：东营区撤销油郭乡，并入史口镇；撤销西范乡，并入牛庄镇；撤销辛店镇、胜利镇、泰安路街道、海河路街道，在此行政区域内设辛店街道、胜利街道、文汇街道、黄河路街道。河口区撤销四扣乡，并入河口街道。广饶县撤销李鹊乡、小张乡，设李鹊镇；撤销颜徐镇、花园乡，并入广饶镇；撤销大营乡，并入石村镇（原颜徐镇杜疃、马疃两村划归石村镇）；撤销西营乡，并入大王镇。垦利县撤销高盖镇，并入垦利镇；撤销永安乡、下镇乡，设永安镇；撤销建林乡、新安乡，设黄河口镇；撤销胜利乡、宁海乡，并入胜坨镇。利津县撤销付窝乡、集贤乡，并入陈庄镇；撤销南宋乡，并入北宋镇。调整后，全市辖6个街道、22个镇、14个乡。
2001年末，全市总人口173.57万人，其中非农业人口73.76万人；共有6个街道、23个镇、13个乡，1774个行政村（居委会）。2002年末，全市总人口175.4万人，其中非农业人口75.85万人；共有6个街道、23个镇、13个乡，1774个行政村（居委会）。2003年末，全市总人口176.81万人，其中非农业人口96.07万人；有少数民族36个，4434人；共有43个乡（镇、街道），1774个行政村（居委会）。
2016年6月，《国务院关于同意山东省调整东营市部分行政区划的批复》：同意撤销垦利县，设立东营市垦利区。