千山区可上溯的秦代（公元前221年）。

汉代、三国时期、晋代、隋代，其北部（以杨柳河为界，下同）隶辽东郡襄平县（今辽阳市），南部属新昌县。

唐代，唐高宗天皇大圣大弘孝皇帝总章元年（公元668年），隶安东都护府辽州城（今辽阳市）。

辽代，唐哀帝昭宣光烈孝皇帝天祐三年（公元906年），区境北部属东京道辽阳府（今辽阳市），南部属辽阳府海州（今海城市）。

金代，天德三年（1151年），区境北部隶东京道辽阳府，南部属澄州（今海城市）。

元代（1206年），区境北部属辽阳路（今辽阳市），南部属海城巡检司。

明代，洪武元年（1368年），区境北部属辽中卫（今辽阳市），南部属海州卫（今海城市）。

清初，千山区境内由辽阳州、海城县所辖。

民国初先由辽阳县所辖，后由海城县所辖。

民国二十六年（1937年）12月1日，鞍山实行市制，千山区才划入鞍山市内。

1960年2月15日郊区建置。

1983年12月30日，将鞍山市郊区划为四城区之一，取名旧堡区。

1996年4月19日改为千山区。