长滩河经元坝镇北呈“U”型曲流，在凸岸形成三面环水之圆形冲积坝，取“圆”之谐音“元”命其名为“元坝”。西周时，巴、蜀、苴先民在今广元市元坝区昭化镇建立邦国“xi”。春秋战国时，为蜀王领地。开明氏蜀王第五世尚“封其弟于汉中，号曰苴候”，以葭萌为都邑。周慎靓五年（公元前316年），秦伐蜀并苴，在苴候所在地建置葭萌县，治今昭化，属（秦）蜀郡。
汉高祖六年（公元前201年），葭萌县改属广汉郡，分县北部建白水县。东汉建安十九年（公元214年）改葭萌县为汉寿县，属梓潼郡。西晋太康元年（280年）改为晋寿县。东晋太元十五年（390年），分梓潼郡北部建晋寿郡，与晋寿郡同治昭化，属梁州。刘宋改晋寿县为益昌县，属白水郡。北魏正始五年（508年）改益昌县为京兆县，属东晋寿郡。北周孝闵帝元年（557年）改京兆县为益昌县，属晋寿郡。
随开皇三年（583年）罢晋寿郡，直属利州总管府。大业三年（607年）罢利州，直属义城郡。唐属利州。后唐同光三年（925年）改益昌县为益光县，属益州。北宋初改益光县为益昌县。开宝五年（972年）改为昭化县，属利州益州郡。元初属利州，至元十四年（1277年）属广元路。明先后降广元路为广元府、州，昭化县属其管辖。洪武二十二年（1389年）降广元州为广元县，昭化县改属保宁府。1913年属川北道。1914年属嘉陵道。
1933年7月33日，红四方面军在元坝镇建立嘉陵江苏维埃政府。同年昭化县属第十四行政督察区。1935年4月10日，红四方面军在昭化境内的白田坝建置赤化县苏维埃政权。1949年12月5日，昭化城解放。1950年1月，昭化县人民政府在今昭化镇成立，隶属剑阁专置。1952年属广元专置。1953年属绵阳专署。1959年3月22日撤昭化县并入广元县。1985年2月8日广元建市，原广元县更名为广元市中区，元坝隶属广元市中区。1989年设立广元市元坝区，区政府驻地元坝镇。2013年，元坝区更名为昭化区（3月12日民函[2013]84号，4月1日川府函[2013]100号）。
1950年1月昭化县人民政府成立，将原昭化县制划分为五个行政区，即城关区、宝轮区、三堆区、虎跳区、龙凤区。1951年增设凉葛区，全县年底为6区，45乡。1952年4月，从虎跳区划出黄龙、麻石、山溪、白果4乡，增设红岩区。从三堆区划出刘家、天隍、白水、沫浴4乡，增设白水区。1953年新建8乡2镇。1955年新建1乡，撤销2区、1乡合并为18乡，4月撤销红岩区。1956年撤销1区、1镇，共10乡，1958年将上寺乡并入白家乡，撤销下寺区公所，恢复宝轮区公所。1959年3月，昭化、广元合并。
1986年撤原昭化、虎跳、王家三个区公所，将其所辖乡并入卫生区公所。1989年以卫生区公所辖地建元坝区，将市中区的元坝镇、竹园填、马麓、金子山、七佛、建峰、白家、碾子、上寺、柳桥8乡划入。1991年将竹园镇和金子山、马麓、七佛、建峰、白家、碾子6个乡划归青川县，将上寺乡划归剑阁县。
1996年，元坝区面积1430.7平方千米，人口约23.8万人。辖9镇17乡：元坝镇、虎跳镇、卫子镇、昭化镇、王家镇、太公镇、红岩镇、柏林沟镇、磨滩镇、射箭乡、明觉乡、白果乡、石井铺乡、黄龙乡、清水乡、张家乡、晋贤乡、文村乡、陈江乡、香溪乡、丁家乡、青牛乡、沙坝乡、大朝乡、朝阳乡、梅树乡。区政府驻元坝镇。
2000年第五次人口普查，元坝区常住总人口234541人，其中（9个镇、19个乡）：元坝镇22072人，卫子镇8330人，王家镇13161人，磨滩镇11905人，柏林沟镇7937人，太公镇9160人，虎跳镇8490人，红岩镇6096人，昭化镇17447人，晋贤乡7752人，文村乡7093人，清水乡11281人，张家乡9282人，香溪乡4415人，青牛乡6743人，陈江乡5133人，丁家乡4726人，黄龙乡6697人，石井铺乡11029人，白果乡7237人，梅树乡6807人，明觉乡7869人，射箭乡6929人，朝阳乡6336人，大朝乡3618人，沙坝乡4643人，柳桥乡7439人，子云乡4914人。
2004年，元坝区辖9个镇（元坝、昭化、卫子、虎跳、王家、太公、红岩、柏林沟、磨滩）、19个乡（射箭、明觉、白果、柳桥、沙坝、文村、陈江、青牛、黄龙、清水、梅树、香溪、张家、丁家、晋贤、大朝、朝阳、子云、石井铺）。
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）批复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。
2009年1月7日，省政府（川府民政[2009]2号）批复同意紫云乡政府驻地从嘉川村迁至金花村；12月2日，省政府（川府民政[2009]17号）批复同意元坝区设置拣银岩街道，辖原柳桥乡的拣银岩1个村和六四〇、轻管所2个社区居委会所属行政区域。
2010年第六次人口普查，元坝区常住总人口168489人，其中：元坝镇26240人，卫子镇7641人，王家镇7164人，磨滩镇6618人，柏林沟镇4794人，太公镇7064人，虎跳镇6024人，红岩镇3153人，昭化镇14774人，晋贤乡4686人，文村乡3640人，清水乡6891人，张家乡5928人，香溪乡2354人，青牛乡4504人，陈江乡3527人，丁家乡3103人，黄龙乡4192人，石井铺乡8586人，白果乡4531人，梅树乡4339人，明觉乡5415人，射箭乡4553人，朝阳乡3884人，大朝乡2283人，沙坝乡2846人，柳桥乡4087人，紫云乡3772人，拣银岩社区街道1896人。
2015年，撤销明觉乡、石井铺乡，设立明觉镇、石井铺镇（川府民政[2015]16号）。调整后，全区辖1个街道、11个镇、17个乡：拣银岩街道、元坝镇、卫子镇、王家镇、磨滩镇、柏林沟镇、太公镇、虎跳镇、红岩镇、昭化镇、明觉镇、石井铺镇、晋贤乡、文村乡、清水乡、张家乡、香溪乡、青牛乡、陈江乡、丁家乡、黄龙乡、白果乡、梅树乡、射箭乡、朝阳乡、大朝乡、沙坝乡、柳桥乡、紫云乡。