原属江宁县。1949年，属南京市第十一区和第十二区地。1955年设立雨花台区，以境内“雨花台”而命名。
1995年，将江宁县东山镇的农花村，江宁镇的永安、孙家、邵庄、新建、三山5个行政村和谷里乡的梅村及梅山冶金公司用地范围，划归雨花台区管辖。将雨花台区石门坎镇划归白下区管辖。将雨花台区红花镇和大校场机场用地范围，划归秦淮区管辖。将雨花台区江东镇所辖的河南、所街、兴隆、向阳、东林5个行政村和仁东桥、棉花堤、螺丝桥3个居委会，以及原茶亭行政村，划归建邺区管辖。将雨花台区江东镇建制及江东镇所辖的清江、江东、河北3个行政村和中保村南半部分，以及江东门、新河口、二道桥3个居委会，划归鼓楼区管辖。将雨花台区江东镇中保村北半部分归下关区管辖。
1996年，雨花台区面积148.2平方千米，人口约18.2万人。辖1个街道、5个镇、2个乡：雨花新村街道、雨花镇、西善桥镇、板桥镇、铁心桥镇、双闸镇、沙洲乡、江心洲乡。区政府驻雨花镇。
2000年第五次人口普查，雨花台区（辖7个街道、1个乡）总人口274936人，其中：雨花新村街道33667人、宁南街道64944人、西善桥街道33634人、板桥街道39968人、铁心桥街道21897人、双闸街道20849人、沙洲街道22733人、江心洲乡12408人、上海梅山集团有限公司24836人。
2001年，雨花台区辖9个街道、1个镇：宁南街道、沙洲街道、铁心桥街道、板桥街道、双闸街道、西善桥街道、赛虹桥街道、 雨花新村街道、梅山街道、江心洲镇。
2002年，雨花台区沙洲、双闸街道办事处和江心洲镇划归建邺区管辖；雨花台区沙洲、双闸街道办事处的秦淮新河以南部分划归雨花台区西善桥街道办事处管辖。调整后，雨花台区辖7个街道：雨花新村街道、赛虹桥街道、宁南街道、西善桥街道、板桥街道、铁心桥街道、梅山街道，驻地雨花新村街道。
2009年末，雨花台区总面积135平方千米、总人口22.18万人。辖7个街道：宁南街道、赛虹桥街道、雨花新村街道、西善桥街道、板桥街道、铁心桥街道、梅山街道。
2010年第六次人口普查，雨花台区常住总人口391293人，其中：宁南街道47319人，赛虹桥街道67698人，雨花新村街道35504人，西善桥街道40705人，扳桥街道26943人，铁心桥街道104798人，梅山街道35831人，雨花经济开发区17711人，板桥新城14784人。
2012年，撤销雨花新村街道，并入赛虹桥街道、宁南街道（同时更名为雨花街道）。调整后，全区辖6个街道：雨花街道、赛虹桥街道、西善桥街道、板桥街道、铁心桥街道、梅山街道。