以所在地北临渭河得名。秦武公伐邽戎，在今巴邑镇置下邽县。秦属内史。西汉析下邽县北部地于今来化镇置莲勺县，二县初属内史，景帝二年（公元前155年）下邽、莲勺二县分属右、左内史，太初元年（公元前104年）下邽、莲勺二县分属京兆尹、左冯翊。东汉初废下邽入郑县，桓帝时分出复设。三国魏二县属冯翊郡。前秦甘露二年（360年）析郑县、新丰二县地于今市区置渭南县，属京兆郡。
北魏初为避道武帝拓跋名讳，改下邽县为夏封县，并迁治雄霸城（今故市镇）；孝昌三年（527年）渭南县改名南新丰县，并于县兼置渭南郡，郡、县治在今市区南明光原上；北魏末年废夏封县入莲勺县。西魏大统三年（537年）析莲勺县地于今故市镇复设夏封县，二县同属延寿郡；废帝三年（554年）南新丰县复名渭南县，并析南部地置中源县，西南部地置灵源县（治今阳郭镇高家），三县同属渭南郡。
北周建德二年（573年）废渭南郡，并省灵源、中源二县入渭南县，属京兆郡。隋开皇三年（583年）废延寿郡，夏封县与莲勺县属华州，十四年迁渭南县治于今市区；大业二年（606年）夏封县复名下邽县，废莲勺县入下邽县，十一年迁下邽县治于今下吉镇。唐开元元年（713年）渭南县属京兆府，下邽县属华州。北宋熙宁六年（1073年）省渭南县入郑县，元丰元年（1078年）复设，属华州。
元至元年间下邽县废入渭南县，渭南县境始跨渭河南北；明嘉靖三十八年（1559年）起属西安府。1914年属关中道。1928年属直属省。1949年属陕甘宁边区渭南分区。1950年属陕西省渭南专区。1969年属渭南地区。1983年9月9日，国务院批准撤销渭南县，设立渭南市（县级）。1994年12月17日，国务院批准（国函[1994]136号）：（1）撤销渭南地区和县级渭南市，设立地级渭南市。（2）渭南市新设临渭区，以原渭南市的行政区域为临渭区的行政区域，区政府驻前进路。
1949年5月解放后废除了保甲制，设1市23区162乡。1950年1月调整为16区116乡，1952年调整为11区115乡，1954年调整为12区106乡。1956年2月，全县设4区36乡（镇）。1957年撤销区级建制。1958年8、9月，渭南县撤销乡（镇）建制，实行公社、大队、生产队三级制。
1958年11月华县、华阴、潼关3县并入渭南县，渭南县设潼关、华阴、华州、金堆、高塘、崇凝、阳郭、城关、故市、官道10个公社，下辖82个管理区，844个生产大队，4512个生产队。其中在今境内的5个公社下辖39个管区420个生产大队2126个生产队。
1961年8月恢复华县、华阴、潼关县制后，渭南县将原5个公社改为区，下设桥南、崇凝、花园、丰原、大王、阳郭、阎村、三张、程家、城关、城市、白杨、信义、孝义、交斜、故市、蔺店、官路、辛市、官道、南七、下吉、官底23个公社。
1962年撤销城市公社，增设线王、河西、三官庙、贠曲、何刘、双王、庙底、龙背、南师、凭信、田市、周家12个公社，全县共有34个公社，534个生产大队，2577个生产队。1982年，全县共有34个公社（镇），502个生产大队，2655个生产队。
1984年，撤销公社、大队、生产队，实行乡、村建制；驻地城关镇改为街道办事处。全市设1个街道、4个镇、29个乡，503个行政村、58个居委会。1990年末，全市辖1个街道、7个镇、26个乡，510个行政村、51个居委会。
1993年，蔺店等6个乡改为建制镇。1996年，临渭区面积1221平方千米，人口约81.6万人。辖5街道11镇22乡：向阳街道、人民街道、解放街道、站南街道、杜桥街道、桥南镇、崇凝镇、阳郭镇、三张镇、孝义镇、交斜镇、故市镇、蔺店镇、辛市镇、田市镇、下吉镇、花园乡、线王乡、河西乡、丰原乡、三官庙乡、大王乡、员曲乡、何刘乡、阎村乡、程家乡、双王乡、白杨乡、龙背乡、信义乡、南师乡、凭信乡、官路乡、官道乡、周家乡、南七乡、官底乡、良田乡。
1997年，官路乡改为官路镇，官底乡改为官底镇，丰原乡改为丰原镇，阎村乡改为阎村镇。调整后，临渭区辖5个街道、15个镇、18个乡。
2000年第五次人口普查，临渭区常住总人口888866人，其中：杜桥街道53312人、人民街道48352人、解放街道33782人、向阳街道25901人、站南街道64231人、桥南镇11836人、阳郭镇19006人、故市镇32551人、下吉镇32255人、三张镇22234人、交斜镇28480人、辛市镇31622人、崇宁镇10110人、孝义镇23913人、吝店镇31181人、田市镇24995人、官底镇33930人、官路镇22749人、丰原镇26126人、阎村镇18887人、花园乡11927人、线王乡15738人、河西乡10739人、三官庙乡6561人、大王乡7872人、员曲乡16071人、何刘乡7517人、程家乡16046人、双王乡17957人、白杨乡12749人、良田乡32974人、龙背乡22238人、信义乡26189人、南师乡21489人、凭信乡16329人、官道乡18915人、周家乡12214人、南七乡19888人。
2001年区划调整后，临渭区辖32个乡镇、6个街道。2004年，撤销良田乡，设立良田街道、崇业路街道（均由渭南高新技术产业园区管理）。调整后，临渭区辖8个街道、15个镇、7个乡：杜桥街道、人民街道、解放街道、向阳街道、站南街道、双王街道、良田街道、崇业路街道、桥南镇、阳郭镇、故市镇、下吉镇、三张镇、交斜镇、辛市镇、崇宁镇、孝义镇、吝店镇、田市镇、官底镇、官路镇、丰原镇、阎村镇、河西乡、大王乡、龙背乡、信义乡、南师乡、凭信乡、官道乡。
2010年第六次人口普查，临渭区常住总人口877142人，其中：杜桥街道55272人，人民街道66293人，解放街道26614人，向阳街道43049人，站南街道89021人，双王街道30097人，良田街道18020人，崇业路街道31189人，桥南镇21267人，阳郭镇28923人，故市镇28281人，下吉镇43222人，三张镇26809人，交斜镇24668人，辛市镇29179人，崇宁镇27258人，孝义镇21423人，吝店镇25064人，田市镇21795人，官底镇32240人，官路镇20193人，丰原镇24829人，阎村镇18307人，河西乡9098人，大王乡14892人，龙背乡20455人，信义乡21389人，南师乡18411人，凭信乡13000人，官道乡26884人。
2011年，撤销大王乡并入阳郭镇，撤销河西乡并入阎村镇，撤销凭信乡并入蔺店镇，撤销南师乡并入故市镇，撤销龙背乡、信义乡合并设立龙背镇，撤销田市镇、官道乡设立官道镇，并将原官道乡周家部分并入下吉镇。调整后，临渭区辖8个街道、16个镇：杜桥街道、人民街道、解放街道、向阳街道、站南街道、双王街道、良田街道、崇业路街道、桥南镇、阳郭镇、故市镇、下吉镇、三张镇、交斜镇、辛市镇、崇凝镇、孝义镇、蔺店镇、官道镇、官底镇、官路镇、丰原镇、阎村镇、龙背镇。
2012年4月24日，下吉镇正式更名为下邽[guī]镇，镇政府驻地迁至双官路（该镇位于临渭区北端，距渭南中心城区28千米。曾为隋朝初年到明朝洪武年间650余年“下邽县”县治所在地。1978年下邽更名为下吉）。
2012年末，临渭区面积1262.1平方千米，户籍人口984520人，常住人口88.78万人。2013年末，临渭区辖8个街道、16个镇，共有54个社区、509个行政村，区政府驻前进路。