1914年，改称牟平县，隶属胶东道、东海道、山东省和第七行政区。1941年1月，牟平县抗日民主政府成立，先后属胶东行政区东海专区、文登专区、莱阳专区。1958年10月，并入烟台市。1959年11月，恢复牟平县，属烟台专区。1983年11月，改属烟台市。1994年7月2日，撤销牟平县，设立牟平区和莱山区。将原牟平县的莱山、解甲庄两镇成建制划出后设立牟平区，区政府驻宁海镇。
1992年4月25日，撤销牟平县武宁乡、大窑乡、龙泉乡、莒格庄乡，分别设立武宁镇、大窑镇、龙泉镇、莒格庄乡，分别设立武宁镇、大窑镇、龙泉镇、莒格庄镇。1992年12月26日，撤销牟平县玉林店乡、院格庄乡、埠西头乡，分别设立玉林店镇、院格庄镇、埠西头镇。
1996年5月24日，撤销牟平区王格庄乡、刘家夼乡，设立王格庄镇、刘家夼镇（鲁政函民字[1996]24号）。至此，牟平区面积1559平方千米，人口50万，辖14镇：宁海镇、姜格庄镇、武宁镇、养马岛镇、大窑镇、观水镇、龙泉镇、莒格庄镇、水道镇、高陵镇、院格庄镇、玉林店镇、刘家夼镇、王格庄镇。区政府驻宁海镇。
1998年底，全区辖15镇，即埠西头镇、观水镇、院格庄镇、宁海镇、养马岛镇、大窑镇、姜格庄镇、玉林店镇、莒格庄镇、龙泉镇、水道镇、刘家夼镇、王格庄镇、高陵镇、武宁镇，共608个行政村。
2000年第五次人口普查，牟平区总人口498999人；其中：宁海镇145139人，埠西头镇24983人，观水镇32061人，院格庄镇19336人，武宁镇31600人，养马岛镇7755人，大窑镇34502人，姜格庄镇44848人，龙泉镇28443人，玉林店镇19391人，水道镇20043人，莒格庄镇19951人，高蔹镇37877人，王格庄镇19858人，刘家夼镇13212人。
2000年12月19日，撤销院格庄镇，将其行政区域并入高陵镇；撤销刘家夼镇，将其行政区域并入水道镇；撤销埠西头镇，将其行政区域并入观水镇；撤销养马岛镇，以原养马岛镇的行政区域设立养马岛街道，办事处机关驻原养马岛镇政府驻地；撤销宁海镇，设立文化街道和宁海街道，将原宁海镇的西关村等28个村划归文化街道管辖，办事处机关驻原宁海镇政府驻地；将原宁海镇的曲家埠等37个村划归宁海街道管辖，办事处机关驻通海路（鲁政函民字[2000]78号）。
2001年底，全区总面积1588平方千米。总人口48.35万人，其中非农业人口9.08万人。辖13个镇、街道，608个行政村。
2002年底，全区总面积1588.45平方千米。总人口47.98万人，其中非农业人口9.22万人。辖3个街道、10个镇，608个行政村。
2003年底，全区总面积1588.45平方千米。总人口47.50万人，其中非农业人口9.33万人。辖宁海、文化、养马岛3个街道及高陵、水道、观水、姜格庄、龙泉、玉林店、王格庄、莒格庄、武宁、大窑10个镇，608个行政村。
2007年底，全区总面积1588.45平方千米。总人口47.23万人，其中城镇人口18.12万人。辖3个街道、10个镇，608个行政村（居委会）。
2009年3月，将牟平区高陵镇的院格庄、王官庄、沐浴、崖前、马格庄、北格庄、于家汤、夹河、郑家庄、后山、初家汤、巫山庄、李庄、周格庄、朱唐夼、要捷等16个村（即原院格庄镇所辖区域）划归莱山区莱山街道管辖；将牟平区武宁镇的东谭家泊村划归莱山区马山街道管辖。
2010年，撤销武宁镇、大窑镇、姜格庄镇，设立武宁街道、大窑街道、姜格庄街道（3个街道办事处均于2012年6月21日挂牌成立）。调整后，全区辖6个街道、7个镇：宁海街道、文化街道、养马岛街道、武宁街道、大窑街道、姜格庄街道、观水镇、龙泉镇、玉林店镇、水道镇、莒格庄镇、高陵镇、王格庄镇。区政府驻文化街道。
2010年末，全区总面积1519.75平方公千米。总人口45.42万人，其中非农业人口16.38万人。辖13个镇（街道），591个行政村（居委会）。
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