在1960年以前属沙依巴克区管辖，1960年增设新市区区公所，属市人民委员会派出机关。1961年成立新市区人民委员会，下属五一、机械城、红五月三个城市人民公社，1962年三个公社先后转为现在的街道办事处。1969年成立新市区革命委员会，1980年6月成立新市区人民政府。
1996年，新市区辖7个街道：北京路街道、二宫街道、三宫街道、石油新村街道、迎宾路街道、喀什东路街道、北站街道。
2000年第五次人口普查，新市区常住总人口379220人，其中：北京路街道65445人、二工街道67279人、三工街道70827人、石油新村街道42339人、迎宾路街道40529人、喀什东路街道28949人、北站街道6351人、市经济技术开发区街道41022人、高新区16479人。
2003年末，新市区总面积142.52平方千米，总人口376600人。辖11个街道、2个乡：北京路街道、二工街道、三工街道、石油新村街道、迎宾路街道、喀什东路街道、天津路街道、银川路街道、杭州路街道、南纬路街道、北站东路街道、二工乡、地窝堡乡。共有89个居委会、8个行政村。
2004年末，新市区辖11个街道、2个乡：北京路街道、二工街道、三工街道、石油新村街道、迎宾路街道、喀什东路街道、天津路街道、银川路街道、杭州路街道、南纬路街道、北站东路街道、二工乡、地窝堡乡。共有89个居委会、5个行政村。
2010年第六次人口普查，新市区常住总人口730307人，其中：北京路街道83880人，二工街道52100人，三工街道67939人，石油新村街道50022人，迎宾路街道52442人，喀什东路街道49842人，北站东路街道8270人，天津路街道28422人，银川路街道77579人，南纬路街道48093人，杭州路街道64416人，中亚北路街道24309人，中亚南路街道34732人，友谊路街道14245人，嵩山街街道7699人，二工乡16952人，地窝堡乡8984人，乌鲁木齐高新技术产业开发区40381人。
2011年3月，将乌鲁木齐县青格达湖乡、六十户乡和安宁渠镇成建制移交新市区（高新技术产业开发区）管理。调整后，新市区辖区总面积263平方千米，人口55.6万人，辖11个街道、1个镇、4个乡、24个村、84个社区；现乌鲁木齐县与头屯河区（北部）的行政区域界线变为新市区与头屯河区的行政区域界线，现乌鲁木齐县与米东区的行政区域界线变为新市区与米东区的行政区域界线。
全区现辖17个街道、1个镇、4个乡：北京路街道、二工街道、三工街道、石油新村街道、迎宾路街道、喀什东路街道、北站东路街道、天津路街道、银川路街道、南纬伟路街道、杭州路街道、高新街街道、长春中路街道、中亚南路街道、中亚北路街道、友谊路街道、嵩山街街道、安宁渠镇、二工乡、地窝堡乡、青格达湖乡、六十户乡。