1990年1月8日，克拉玛依市由县级市升为地州级市。1991年9月，克拉玛依区人民政府成立。下设6个街道办事处，49个居委会，1个乡，1个国营牧场，新疆石油管理局和市人民政府及新疆石油管理局下属近40个相当于县级的厂处、公司、院校、所等单位设在管辖区内，境内还有新疆生产建设兵团农七师129团、130团、五五农机厂和农八师136团等4个农牧团场。全区人口17万人（含兵团团场人口4万人）。
2000年第五次人口普查，克拉玛依区常住总人口145452人，其中：天山路街道35837人、胜利路街道42761人、昆仑路街道20733人、银河路街道28394人、金龙镇街道13995人、五五新镇街道803人、小拐乡1152人、克拉玛依金矿1777人。
2003年，克拉玛依区面积3832.97平方千米，总人口148992人。辖6个街道、1个乡：天山路街道、胜利路街道、昆仑路街道、银河路街道、金龙镇街道、五五街道、小拐乡。
2010年第六次人口普查，克拉玛依区常住总人口261445人，其中：天山路街道41277人，胜利路街道52363人，昆仑路街道77979人，银河路街道34505人，金龙镇街道15322人，五五新镇街道2067人，小拐乡1496人，农业开发区1628人，兵团一二九团26420人，兵团一三六团8388人。
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