“思茅”系由古代少数民族部落“思摩”演变而来。宋大理时为“思摩部”，元代称“思么”，明代叫“思毛”。“思茅”原音为“思摩”，是由傣语转音而来。1913年设思茅县，因思茅村而得名。1993年设思茅市（县级）。2003年改为思茅市（地级）翠云区。2007年更名为思茅区。
商、周时代，今思茅为古原始部落，称产里地。秦朝属西南夷地。西汉为哀牢地；东汉、三国蜀汉属益州永昌郡；两晋南北朝属宁州永昌郡。隋属濮部地。唐前期是剑南道南部濮子部地，隶宁州都督府；唐南诏国时隶银生节度。宋大理国为威楚府思摩部。元置普日思摩甸长官司，隶元江路。明称勐拉，隶车里宣慰司。清初编为十二版纳之一，隶元江府；雍正七年（1729）7月，设普洱府。雍正八年（1730）7月，普洱府属迤东道（治曲靖府）；雍正十三年（1735），置思茅厅，辖车里、六顺、倚邦、易武、勐腊、勐遮、勐阿、勐笼、橄榄坝九土司及攸乐土目共八勐地方，隶属普洱府；乾隆三十一年（1766）10月，普洱府属迤南道（治普洱府）。
民国2年（1913）4月，废厅改县，设思茅县，迤南道更名为滇南道，思茅县属滇南道；同年1月改思茅县属车里宣慰司为普思沿边行政总局，属滇南道，下辖八区。民国3年（1914）6月，滇南道改为普洱道，道署由宁洱县迁驻思茅县；思茅县属普洱道。民国14年（1925），普思沿边行政总局改设普思殖边督办公署；民国15年（1926），普洱道署迁回宁洱县。民国16年（1927），民国18年（1929）9月，云南省批准普思殖边督办公署下辖8区改置，其中第七区改置普文县，第八区改置芦山县，后改名为六顺县（1927年提出申请，1929年12月正式改置）；同年11月，废普洱道，设立云南省第二殖边督办公署。
民国21年（1932）4月，思茅县、六顺县属第12政务视察区；民国22年（1933），普文县并入思茅县；民国23年（1934）4月，思茅县属第15政务视察区，六顺县属第16政务视察区；民国24年（1935）8月，思茅县、六顺县属第6政务视察区；民国27年（1938）9月，思茅县属第8政务视察区，六顺县属第9政务视察区；民国28年（1939）第二殖办督办公署裁撤；民国30年（1941）6月15日，思茅县、六顺县属云南省第一区行政督察专员公署（驻宁洱县）；民国31年（1942）7月，思茅县、六顺县属第四区行政督察专员公署（驻宁洱县）；民国35年（1946）10月，思茅县、六顺县属第七区行政督察专员公署（驻宁洱县）。
1949年2月，思茅解放，成立了思茅县人民政府协进委员会，同年8月成立思茅县临时人民政府，隶属思普区临时人民行政委员会。1950年5月，正式建立思茅县人民政府，隶属宁洱专区。1949年8月2日，成立六顺县临时人民政府，同年10月正式成立六顺县人民政府，属宁洱专区。1951年4月2日，政务院批准：将宁洱专区更名为普洱专区，思茅县、六顺县属普洱专区。1953年3月28日，政务院批准：普洱专区更名为思茅专区，驻地由普洱县迁至思茅县，思茅县、六顺县属思茅专区。1953年11月3日，内务部批准：撤销六顺县，除整糯区划归西双版纳傣族自治区外，其余部分划归思茅县。
1954年9月1日，政务院批准：思茅县的象明乡和普文乡划归新设立地级西双版纳傣族自治区（1953年1月23日成立）。1957年10月19日，国务院批准：撤销思茅专区，所辖的思茅县划归西双版纳傣族自治州（实际未执行，仍保留其建制）。1960年9月13日，国务院全体会议第103次会议通过：撤销思茅县，将原思茅县的行政区域并归普洱县（1958年11月撤并）。1970年，思茅专区改为思茅地区，普洱县思茅为其驻地。1981年5月9日国务院批复：设立思茅县。以合并于普洱县的原思茅县的思茅镇和云仙、震东、南屏、竹林、翠云、大寨6个公社，为思茅县的行政区域，县级机关驻思茅镇。思茅县由思茅地区行署领导（1982年1月分设）。
1985年被国务院列为甲级开放县。1993年3月25日，民政部【民行批61号】批复：撤销思茅县，设立思茅市（县级），以原思茅县的行政区域为思茅市的行政区域。2003年10月30日，国务院批准（国函[2003]113号）：撤销思茅地区，设立地级思茅市。思茅市设立翠云区，以原县级思茅市的行政区域为翠云区的行政区域，区人民政府驻思茅镇过街楼路。2007年1月21日，国务院（国函[2007]8号）批准：同意云南省思茅市更名为云南省普洱市，普洱哈尼族彝族自治县更名为宁洱哈尼族彝族自治县，思茅市翠云区更名为普洱市思茅区；2月16日，云南省政府《关于思茅及相关县区更名的通知》（云政复[2007]29号）公布以上变更；4月8日，翠云区正式更名为思茅区。
1996年，思茅市辖3个镇、3个乡、2个民族乡：思茅镇、南屏镇、竹林彝族傣族佤族镇、云仙彝族乡、震东乡、倚象乡、翠云乡、龙潭彝族傣族乡。市政府驻思茅镇。？年，竹林镇更名为思茅港镇；倚象乡撤乡设镇。至此，思茅市辖4个镇、2个乡、2个民族乡：思茅镇、南屏镇、思茅港镇、倚象镇、震东乡、翠云乡、龙潭彝族傣族乡、云仙彝族乡。
2000年第五次人口普查，思茅市常住总人口230834人，其中：思茅镇84490人，南屏镇59035人，倚象镇34580人，思茅港镇17119人，震东乡5741人，云仙彝族乡9316人，翠云乡11508人，龙潭彝族傣族乡9045人。2000年末，全市总人口23.08万人。其中，城镇人口13.48万人，占总人口的58.4%；乡村人口9.6万人，占41.6%。少数民族人口共8.18万人，占总人口的35.5%。
2004年3月21日，《关于思茅市翠云乡更名为六顺乡的批复》（云政复[2004]34号）：同意思茅市翠云乡更名为六顺乡。2006年，撤销云仙彝族乡和震东乡，设立新的云仙彝族乡，新设立的云仙彝族乡管辖原云仙彝族乡和震东乡管辖的行政区域范围，乡政府驻原云仙彝族乡政府驻地（省政府2006年1月20日批准）。至此，全区辖4个镇、3个乡（其中2个民族乡）：思茅镇、南屏镇、倚象镇、思茅港镇、云仙彝族乡、六顺乡、龙潭彝族傣族乡；曼昔农场、思茅农场。共有10个居委会、60个行政村。
2010年第六次人口普查，思茅区常住总人口296565人，其中：思茅镇100172人，南屏镇97583人，倚象镇40316人，思茅港镇23584人，龙潭彝族傣族乡9585人，云仙彝族乡12613人，六顺乡12712人。
2012年12月28日，省政府（云政复[2012]87号）批复同意撤销六顺乡，设立六顺镇。调整后，全区辖5个镇、2个民族乡：思茅镇、南屏镇、倚象镇、思茅港镇、六顺镇、龙潭彝族傣族乡、云仙彝族乡。