东晋置兴安县。隋改置绵谷县。南齐至明初先后为东晋寿郡、利州总管府、利州都元帅府、广元路、广元府、广元州治。明洪武二十二年（1389）改置广元县。1985年5月经国务院批准设立广元市市中区。2007年3月13日，《四川省人民政府关于广元市市中区更名为利州区的批复》（川府函[2007]44号）：经国务院批准，同意将广元市市中区更名为利州区。
1996年，市中区面积1485.6平方千米，人口约40.7万人。辖3街道7镇3乡：东坝街道、河西街道、嘉陵街道、荣山镇、三堆镇、工农镇、赤化镇、盘龙镇、宝轮镇、大石镇、龙潭乡、白朝乡、金洞乡。区政府驻东坝街道。
2000年第五次人口普查，市中区常住总人口467532人，其中：东坝街道79813人，嘉陵街道49582人，河西街道38424人，荣山镇35453人，大石镇20815人，盘龙镇23908人，宝轮镇64187人，赤化镇11359人，三堆镇34056人，工农镇10010人，白朝乡6790人，金洞乡6622人，龙潭乡17510人，雪峰6583人，南河28312人，回龙河8762人，穆斯林4156人，上西16963人，袁家坝4227人。
2004年，市中区辖东坝、嘉陵、河西3个街道，工农、三堆、宝轮、大石、荣山、盘龙、赤化7个镇和龙潭、白朝、金洞3个乡。
2005年11月31日，省政府（川府民政[2005]号）批复同意将青川县洞水乡划归广元市市中区管辖；同意广元市市中区撤销洞水乡建制，将原洞水乡所属行政区域并入金洞乡，金洞乡政府驻地由洛阳村迁至龙洞村。
2006年，市中区辖3个街道、7个镇、3个乡：东坝街道、嘉陵街道、河西街道、荣山镇、大石镇、盘龙镇、宝轮镇、赤化镇、三堆镇、工农镇、白朝乡、金洞乡、龙潭乡。以及雪峰、南河、回龙河、西城、上西、袁家坝、杨家岩7个办事处。
2008年底，根据广元市政府办公室第55期《常务会议纪要》精神，将利州区盘龙工业园区三个行政村14个组（仕农村1、4、5、6、7组，协和村1、2、3、4、5组，勤劳村1、2、3、4组）成建制移交开发区管理。2009年1月7日，省政府（川府民政[2009]1号）同意将利州区荣山镇权坝村的7、8、9三个村民小组所属行政区域划归元坝区元坝镇管辖。
2010年3月2日，省政府（川府民政[2010]3号）批复同意从东坝、河西2个街道析出部分行政区域，设置南河、雪峰、上西、回龙河、杨家岩5个街道：南河街道辖原东坝街道的石马坝、郑州路、南鹰、体育场、接官亭5个社区所属行政区域，街道办事处驻蜀门南路257号；雪峰街道辖原东坝街道的九华、泡石沟、雪峰3个村和雪峰寺、泰山路、华山路、五洲4个社区所属行政区域，街道办事处驻兴安路二段311号；上西街道辖原河西街道的吴家壕村和皇泽、女皇路、则天南路、则天北路、橄榄园5个社区所属行政区域，街道办事处驻则天南路45号；回龙河街道辖原河西街道的群心、同心、学工3个村和龙江路、回龙2个社区所属行政区域，街道办事处驻回龙路58号；杨家岩街道辖原河西街道的杨柳村和东区、西区、翠林路3个社区所属行政区域，街道办事处驻翠林路108号。
2010年第六次人口普查，利州区常住总人口516424人，其中：东坝街道111452人，嘉陵街道60974人，河西街道11212人，荣山镇27172人，大石镇20440人，盘龙镇18193人，宝轮镇59079人，赤化镇9168人，三堆镇21640人，工农镇9242人，白朝乡5093人，金洞乡6403人，龙潭乡14557人，雪峰街道17849人，南河街道54189人，回龙河街道7808人，上西街道24053人，袁家坝(街道)8335人，杨家岩街道5070人，下西(街道)24495人。
全区现辖8个街道、7个镇、3个乡：东坝街道、嘉陵街道、河西街道、雪峰街道、南河街道、上西街道、回龙河街道、杨家岩街道、荣山镇、大石镇、盘龙镇、宝轮镇、赤化镇、三堆镇、工农镇、白朝乡、金洞乡、龙潭乡。另有袁家坝、下西2个办事处。