民国31年（1942），设峥嵘、鹿鸣两镇。1949年建衢州市。次年撤置城关区，属衢县。1952年设衢县城关区（县级），隶衢州专区。1953年改属衢县管辖。1985年5月，建柯城区（县级）。
1996年，柯城区面积240.4平方千米，人口24.4万人。辖5个街道9乡：新新街道、下街街道、上街街道、衢化街道、荷花街道、柯城乡、万田乡、 姜家山乡、石室乡、花园乡、下张乡、汪村乡、黄家乡、浮石乡。
2000年第五次人口普查，柯城区总人口286271人，其中：上街街道21772人，下街街道30226人，衢化街道9025人，荷花街道38721人，新新街道12799人，姜家山乡13094人，万田乡15503人，石室乡13271人，下张乡11066人，饪村乡12528人，黄家乡12544人，浮石乡12212人，柯城乡30271人，花圆乡20174人，巨化集团公司33065人。
2001年12月10日，国务院批准（国函[2001]161号）：将原衢县的华墅、沟溪、七里、九华4个乡和航埠、石梁2个镇划归柯城区管辖。2002年1月11日，《衢州市人民政府关于撤销衢县设立衢江区及调整部分市辖区行政区划的通知》：根据《浙江省人民政府关于撤销衢县设立衢州市衢江区及调整衢州市市辖区部分行政区划的通知》（浙政发[2001]82号）精神，将柯城区的浮石、下张2个乡和石室乡的黄坛口村划归衢江区管辖，将原衢县的华墅、沟溪、七里、九华4个乡和航埠、石梁2个镇划归柯城区管辖。
2002年，柯城区辖5个街道、2个镇、11个乡：上街街道、下街街道、衢化街道、荷花街道、新新街道、石梁镇、航埠镇、七里乡、九华乡、万田乡、石室乡、花园乡、下张乡、汪村乡、浮石乡、柯城乡、黄家乡、姜家山乡。共有40个居民区、309个行政村。
2005年，浙江省人民政府《关于衢州市柯城区部分行政区划调整的批复》（浙政函[2005]75号），12月26日衢州市人民政府《关于柯城区部分行政区划调整的批复》（衢政发[2005]63号）：一、撤销上街街道和下街街道，将原上街街道所辖的行政区域与原下街街道的天皇巷、县学街、钟楼3个社区以及北门社区斗潭河以南部分行政区域合并，设立府山街道。调整后，府山街道辖8个社区，办事处驻蛟池街68号。二、调整荷花街道行政区域，将原荷花街道双水桥社区划入双港街道。调整后，荷花街道辖7个社区、1个行政村，办事处驻花鸟市场南17号。三、撤销花园乡建制，将原花园乡除横路、上厅、响春底、桥头4个行政村外的行政区域与衢化街道合并，设立花园街道。调整后，花园街道辖20个行政村、4个社区，办事处驻衢化路横街1号。四、调整姜家山乡行政区域。划出过溪畈、双塘岭、回龙、压潮4个行政村后，姜家山乡辖17个行政村，乡政府驻方家塘山1号。五、调整万田乡行政区域。划出河边埂村后，万田乡辖26个行政村，乡政府驻白塔山。六、撤销柯城乡建制，将原柯城乡衢江以东的行政区域与原下街街道斗潭社区（把原下街街道北门社区斗潭河以北部分行政区域划入斗潭社区）合并，设立信安街道。调整后，信安街道辖4个社区、5个行政村，办事处驻北门街外3—132号。七、将原柯城乡衢江以西的白云社区和严家圩、鹿鸣山、钱家山、湖柘垅、亭川、龚家埠头、地藏寺、花园岗8个行政村与原姜家山乡过溪畈、双塘岭、回龙、压潮4个行政村及原万田乡河边埂村合并，设立白云街道。调整后，白云街道辖13个行政村、1个社区，办事处驻花园大道18号。八、撤销汪村乡建制，与原荷花街道双水桥社区合并，设立双港街道。调整后，双港街道辖2个社区、16个行政村，办事处驻双港路164号。九、调整石室乡行政区域。将原花园乡横路、上厅、响春底、桥头4个行政村划入石室乡。调整后，石室乡辖18个行政村，乡政府驻石三村。此次行政区划调整后，柯城区辖航埠、石梁2个镇，黄家、七里、沟溪、九华、华墅、姜家山、万田、石室8个乡，城区设信安、白云、府山、荷花、双港、花园、新新7个街道。
2007年11月12日，《衢州市人民政府关于柯城区部分行政区划调整的批复》（衢政发[2007]64号）：根据《浙江省人民政府关于衢州市柯城区部分行政区划调整的批复》（浙政函[2007]151号）精神，同意将花园街道陈家、东周、上草铺等3个行政村划归黄家乡管辖。调整后，黄家乡辖19个行政村，乡政府驻地不变（黄家村）；花园街道辖4个社区、9个居委会、17个行政村，街道办事处驻地不变（衢化路横街1号）。