1941年置垦区（县级），1943年设垦利镇。1958年建孤岛街道（县级），同年11月13日改孤岛公社，1959年设垦利县。因境域曾被称作垦区和利津洼而得名。一说因荒滩较多，土地肥沃，取“垦殖利民”意命名。2016年6月，国务院批复同意撤销垦利县，设立东营市垦利区，以原垦利县的行政区域为垦利区的行政区域。
1994年3月4日，撤销胜坨乡，设立胜坨镇。1994年9月6日，撤销高盖乡，设立高盖镇。1994年9月26日，撤销郝家乡，设立郝家镇。
1996年，垦利县面积2178平方千米，人口约20.9万人。辖4个镇、8个乡。县政府驻垦利镇。
2000年第五次人口普查，垦利县常住总人口242654人，其中，垦利镇44877人，胜坨镇32610人，郝家镇16648人，高盖镇30008人，永安乡12280人，下镇乡9914人，新安乡11078人，建林乡19306人，西宋乡13936人，宁海乡20645人，胜利乡11648人，董集乡19704人。
2001年，撤销高盖镇，并入垦利镇；撤销永安乡、下镇乡，设永安镇；撤销建林乡、新安乡，设黄河口镇；撤销胜利乡、宁海乡，并入胜坨镇。2001年底，全县总面积2204平方千米。总人口21.2万人，其中非农业人口4.5万人。辖7个乡镇、2个办事处，332个行政村。
2002年底，全县总面积2204平方千米。总人口21.21万人，其中非农业人口4.74万人。辖5个镇、2个乡、2个办事处，337个行政村（居委会）。
2003年底，全县总面积2204平方千米。总人口21.238万人,其中非农业人口7.39万人。辖9个乡（镇、办事处），337个行政村（居委会）。
2007年底，全县总面积2204平方千米。总人口21.7万人，其中非农业人口4.08万人。有少数民族14个，141人。辖9个乡（镇、办事处），333个行政村。
2009年8月3日，经省政府批准，东营市垦利县调整部分行政区划：撤销垦利县垦利镇、西宋乡，设立垦利街道办事处和兴隆街道办事处，并将永安镇的4个行政村划归兴隆街道办事处。将原垦利镇的吴旺、高盖、东麻王、西麻王、李王、东陈、复胜、补户、盐窝、后苟、中苟、前榆、合兴、中西、民丰、南井、北井、围子、闫家、李呈、前李呈、双河、义和、西冯、西尚、利泉、寿山、苍州、新安、新民、永兴、西双河、双河镇、邱围、冯屋、左二、复兴、六村、七村、南屋、北屋、荆岭、南羊、左一、联合等45个行政村和原西宋乡的赵屋、十八户、卫东、北永兴、牧场、北盐窝、张新、东兴、东宋、胜合、北苍州、新立、新建、大山、北河南、北河北、北于、大三合、宋坨、小口子、沈家、西坨、小高、栾家、二十一户、西宋、夹河、中张、小三合、南三合、东张、西张、西兴、崔家、朱家、邵家、五庄等37个行政村，共82个行政村划归垦利街道办事处，办事处机关驻原垦利镇政府。将原垦利镇的大河、广兴、大王、周屋、兴隆、黄店、南成寨、北成寨、东兴、五一、杜屋、渔洼等12个行政村和永安镇的店子、同兴、西九、后李等4个行政村，共16个行政村划归兴隆街道办事处，办事处机关驻广兴村。
2010年，撤销董集乡，设立董集镇。调整后，全县辖2个街道、5个镇：垦利街道、兴隆街道、胜坨镇、郝家镇、永安镇、黄河口镇、董集镇。县政府驻垦利街道。