因明清两代在此设船厂和水师营而得名。明永乐十八年（1420年）、洪熙元年（1425年）和宣德七年（1432年），明政府三次于此造船，始称船厂；顺治十三年（1656年），清政府在此建厂造船，后又设水师营训练水军。康熙十二年（1673年）建城，设将军衙，成为当时中国东北地区政治、经济、文化中心，船厂从此称吉林乌拉。
1929年置吉林市政筹备处，设船营区，区治在伊通街34号。1936年4月1日正式设吉林市时，始用船营区名。1948年3月9日吉林市解放，成立船营区人民政府。1951年与德胜区合并为第三区，1955年复置船营区，1958年改公社，1962年再复船营区。
1992年2月10日，民政部批复（民行批[1992]14号）：将船营区的江南街道、丰满街道划归丰满区管辖，将原郊区的欢喜乡，沙河子乡的晓光、春光、育林、南三道、沙河子村，九站乡的张久、烟达木村，孤店子镇的大红土、小红土村和昌邑区吉林大街以西、岔路乡以南的南京街道办事处和站前街道办事处的四个委划归船营区管辖，船营区人民政府驻伊通街。（3月4日实施）
1997年，船营区面积298平方千米，人口36万。辖12个街道、1个镇、2个乡：大东街道、南京街道、向阳街道、青岛街道、河南街道（与青岛街道合署办公）、北极街道、致和街道、德胜街道、临江街道、长春路街道、黄旗屯街道、北山街道、左家镇、欢喜乡、沙河子乡。区政府驻伊通路。
2000年1月1日，将船营区的左家镇划归昌邑区管辖，将永吉县的大绥河镇、搜登站镇、太平乡划归船营区管辖。至此，船营区辖13个街道、2个镇、3个乡。
2000年第五次人口普查，全区总人口人，其中：西大街道16433人、德胜街道21249人、南京街道30357人、大东街道25221人、青岛街道23431人、河南街道12486人、向阳街道43065人、北极街道30089人、致和街道27403人、长春路街道31009人、临江街道32214人、北山街道33860人、黄旗屯街道33174人、大绥河镇23531人、搜登站镇28271人、欢喜乡26241人、沙河子乡25425人、太平乡15912人。
2003年，船营区辖：大东街道、南京街道、向阳街道、德胜街道、西大街道、临江街道、长春路街道、黄旗屯街道、北山街道、青岛街道、河南街道、北极街道、致和街道、大绥河镇、搜登站镇、越北镇、欢喜乡、太平乡。
2005年10月中旬，撤销太平乡，并入搜登站镇。
2007年末，船营区总面积710.81平方千米，其中建成区面积31.5平方千米。总人口45.19万人，其中非农业人口34.2万人，少数民族人口4.9万人。辖11个街道、3个镇、1个乡，70个行政村、58个社区。