1938年设大东区，1948年东关区并入，1959年北关区并入。
1996年，全区面积51.3平方千米，人口60.8万人。辖15个街道：万泉街道、管城街道、长安街道、东塔街道、新东街道、珠林街道、小东街道、小津桥街道、大北街道、小北街道、洮昌街道、辽沈街道、东站街道、二台子街道、文官街道。
2000年第五次全国人口普查，全区总人口645838人，其中：小东街道31515人、小北街道38294人、大北街道62230人、万泉街道45278人、洮昌街道40490人、文官街道51635人、二台子街道74270人、小津桥街道26133人、东站街道51373人、辽沈街道45028人、珠林街道34735人、长安街道56159人、管城街道7656人、新东街道48785人、东塔街道32257人。
2002年初，沈阳市人民政府批准：将沈阳市东陵区前进乡的朱尔屯村、木匠屯村2个自然村划归大东区文官街道。
2004年，大东区辖15个街道：小北街道、大北街道、万泉街道、洮昌街道、小东街道、文官街道、二台子街道、小津桥街道、东站街道、辽沈街道、珠林街道、长安街道、管城街道、新东街道、东塔街道。
2007年12月24日，沈阳市人民政府批准（沈政[2007]267号）同意大东区进行街道办事处调整（注：实际2005年11月变动）。具体为：一、同意撤销万泉、管城街道办事处，合并设立万泉街道办事处。其四至为：东起滂江街，南至大东菜行南端、魁星楼路、动物园南墙外、小河沿路与滂江街交界处；西至东顺城内街与沈河区交界处；北至大什字街、华茂巷、东顺城街三自巷、大东路、银元街造币厂、东边城街、矿山厂专业线、矿山厂东大门。辖6个社区，区域面积3.74平方千米，人口5.93万人，办公地址：大东路175号。二、同意撤销小东、小津桥街道办事处，合并设立津桥街道办事处。其四至为：东起铁路、东边城街，南至银元街、大东路、大什字街、华家巷、三自巷，西至东顺城街、德增街、草仓路、新龙街，北至新开河。辖9个社区，区域面积2.35平方千米，人口7.26万人，办公地址：草仓路70-1号。三、东塔、大北、长安、小北、新东、文官、洮昌、珠林、二台子、辽沈、东站等11个街道所辖区域、办公地址不变。调整后，全区辖13个街道：小北街道、大北街道、万泉街道、洮昌街道、文官街道、二台子街道、津桥街道、东站街道、辽沈街道、珠林街道、长安街道、新东街道、东塔街道。
大东区位于沈阳市中心的东侧，东与东陵区为邻，西与沈河区相连，西北与于洪区接壤。全区东西宽6.3千米，南北长8.2千米，总面积55.5平方千米。
2010年，大东区向北扩，划入东陵区前进街道长大铁路以东土地，英达街道三环以内土地以及东贸路以北、高官台街以西土地，实现与欧盟开发区的连接：将沈河区万莲街道万泉街以东、万柳塘路以北区域划归大东区万泉街道；将东陵区前进街道长大铁路线以东区域划归大东区，保留前进街道建制，办公驻地不变；将东陵区英达街道三环高速路以西区域划归大东区前进街道；将东陵区东陵街道东茂路以北、高官台街以西区域划归大东区东站街道；将东陵区东陵街道联盛南巷至凌云街以西，凌云街以西至新开河，新开河以南、凌云街以西区域划归大东区新东街道；将东陵区东陵街道凌云街以南、方凌路以西区域划归大东区长安街道；将沈北新区虎石台街道、辉山街道平望路以南、虎石台大街（203国道）以东、黄泥河以西区域划归大东区文官街道；将大东区大北街道、小北街道北顺城路以南，万泉街道、津桥街道东顺城街以西区域划归沈河区皇城街道；将大东区长安街道东塔机场东南边界以南部分区域划归沈河区东陵街道。
2010年5月，拆分原珠林街道管辖范围，设立小东街道；原大北、小北2个街道合并为大北街道；拆分原二台子街道管辖范围，设立上园街道；调整原辽沈街道管辖范围，并更名为北海街道。
2010年8月24日，沈阳市民政局《关于大东区调整街道办事处设置及行政管辖区域的公告》：根据《国务院关于行政区划管理的规定》，经市政府《关于同意大东区调整街道办事处设置及行政管辖区域的批复》（沈政[2010]87号）批准，大东区撤销珠林街道办事处、小北街道办事处，设立小东街道办事处、上园街道办事处，将辽沈街道办事处更名为北海街道办事处，并调整其14个街道办事处行政管辖区域范围。
至此，大东区14个街道：小东街道、万泉街道、长安街道、东塔街道、新东街道、津桥街道、大北街道、北海街道、洮昌街道、东站街道、上园街道、二台子街道、文官街道、前进街道。