盘龙区以盘龙江得名。唐永泰元年（765年），南诏王阁罗凤派其长子凤伽异在昆明筑拓东城，意在“开拓东境”。拓东城址在今盘江和金汁河之间，即今盘龙区大部分地区。1956年8月，昆明对4个城区进行合并，原一、三区合并为盘龙区。1956年10月19日，省人民委员会批准昆明市人委关于并区工作的请示报告，盘龙区正式建区。
1996年，盘龙区面积15.1平方千米，人口约40.3万人，其中少数民族人口占6.1%。辖11个街道：长春街道、小南街道、金碧街道、南强街道、珠玑街道、环城街道、拓东街道、太和街道、东站街道、董家湾街道、东华街道。区府驻珠玑街道。
2000年第五次人口普查，盘龙区常住总人口344754人，其中：珠玑街道17737人，太和街道65732人，南强街道6901人，金碧街道16689人，拓东街道27472人，东站街道50546人，董家湾街道40256人，东华街道24948人，环城街道71906人，小南街道10676人，长春街道11891人。
2004年区划调整前，盘龙区位于昆明城区东部，最北端为昆明火车北站，最南端至昆明站，东、南、北三面以贵昆、昆河铁路为界与官渡区毗邻相接，西面与五华区交错相衔。辖长春、东站、东华、董家湾、环城、金碧、南强、拓东、太和、小南、珠玑等11个街道，共有58个社区。
2004年6月3日，国务院批准（国函[2004]42号）调整昆明市市辖区行政区划：调整昆明市五华区、盘龙区、官渡区、西山区的行政区划。其中原盘龙区长春、小南、南强3个街道办事处；珠玑街道办事处的江滨西路社区居委会，金牛社区居委会部分；环城街道办事处的大鼓楼、灵光街、环城北路3个社区居委会部分划入五华区。原盘龙区太和街道、东站街道划归官渡区。原官渡区龙泉、联盟、茨坝（和平社区为部分）3个街道，双龙、双哨、小河3个乡划入盘龙区。调整后，盘龙区辖环城、珠玑、东华、董家湾、拓东、联盟、茨坝、龙泉8个街道办事处和小河、双龙、双哨3个乡。区域面积由15.1平方千米增加到约340平方千米，建成面积达到45.79平方千米。
2004年，经市政府批准，盘龙区对原有的8个街道办事处和3个乡进行整合，整合后共设置拓东、鼓楼、东华、联盟、金辰、青云、龙泉、茨坝8个街道办事处和松华、双龙2个乡，其中，鼓楼、金辰和松华为新设立的街道。整合后，拓东、鼓楼、东华、联盟、金辰五个街道办事是主城核心区，青云、龙泉、茨坝三个街道地处城郊结合部，三是双龙、松华2个乡为纯农村地区。
2005年，撤销双哨乡、小河乡，合并设立松华乡，乡政府驻原小河乡政府驻地（省政府2005年4月30日设立）。
2008年末，盘龙区户籍人口436950人，其中，非农业人口396294人，农业人口40656人，占户籍人口的9.3%；全区常住人口659100人。
2009年，撤销双龙乡、松华乡，设立双龙街道、松华街道。调整后，全区辖10个街道：东华街道、拓东街道、联盟街道、茨坝街道、龙泉街道、鼓楼街道、金辰街道、青云街道、双龙街道、松华街道。区政府驻拓东街道。2009年7月以前，全区面积345.83平方千米，建成区面积45.79平方千米，山区面积约292平方千米。
2009年8月1日，将嵩明县阿子营镇和滇源镇交由昆明市盘龙区托管；两镇辖区总面积541.1平方千米，辖32个村委会，217个村民小组；盘龙区管理面积从345.8平方千米扩大到886.9平方千米。至此，盘龙区辖拓东、鼓楼、东华、联盟、金辰、青云、龙泉、茨坝、松华、双龙10个街道，滇源、阿子营2个镇，共有49个社区、48个行政村。
2010年第六次人口普查，盘龙区常住总人口809881人，其中：拓东街道39035人，鼓楼街道44820人，东华街道106522人，联盟街道118962人，金辰街道155659人，青云街道133099人，龙泉街道65673人，茨坝街道62887人，双龙街道11348人，松华街道11203人，滇源镇33455人，阿子营镇27218人；全区城镇人口721604人，农村人口88277人；汉族人口726205人，少数民族人口83676人。
2011年3月17日，正式撤销滇源镇、阿子营镇，设立滇源街道、阿子营街道。至此，全区辖拓东、鼓楼、东华、联盟、金辰、青云、龙泉、茨坝、松华、双龙、滇源和阿子营12个街道，共有49个社区、48个行政村。