铜梁县建置于唐武周长安三年（703 年），合州刺史陈靖意以大足川侨户辐辏，奏准割石镜县地置铜梁县，治所在奴仑山列宿坝， 隶属合州。 唐玄宗开元三年（715 年），县治移涪江南岸武金坑。 唐玄宗开元十六年（728 年），县治向东南移于东流溪坝。其后，铜梁地域变化较大，在历史上曾有铜梁、巴川、安居三县建置，古赤水县、大足县曾一度并入铜梁。 唐玄宗开元二十三年（735 年），合州刺史孙希庄奏准，割石镜之南、铜梁之东置巴川县，初治楼滩，辖7乡11 里，仍隶属合州。 宋熙宁四年（1071 年）赤水县省入铜梁县；七 年（1074 年）复置”，元至元二十年（1283 年）又废，并入石照县（今合川）。 元世祖至元十七年（1280 年），废巴川县入铜梁县，铜梁境域向东南扩移，除包括原巴川县全境和今安居、白羊外，原铜梁管辖的今合川、潼 南、大足部分地区，分别划与石照（今合川）、大足和遂宁州的遂宁县（县治在今潼南大佛乡下县坝），遂宁县就近获得原铜梁所属戴场坝一带，包括今塘坝、小渡、寿桥、五桂等镇。同年，铜梁治所自戴场坝迁至巴川镇。 元至元二十年（1283 年），撤昌州，昌元、永川 2 县入大足；元至元二十二年（1285 年），撤大足县入合州所辖的铜梁县。 元顺帝至正二十三年（1363 年），红巾军明玉 珍在重庆称帝，建国号大夏，从铜梁将原昌州并 入的地域收回，复置大足县（隶合州）、昌宁县，铜梁保留原有辖地。元末，原隶属巴川县之雍溪、 曲水二镇划归大足县。

明初，铜梁辖 4 乡（琼池、习贤、永清、桂林）30 里。 宪宗成化十六年（1480 年）九月，分铜梁、遂 宁二县部分地置县，以安居溪为名；治所在安居镇，隶属重庆府。 清康熙元年（1662 年），因人口锐减，撤铜梁、 安居并入合州，州下无县。 康熙六十年（1721 年），又以原安居（铜梁原 划出地）、铜梁二县地复置铜梁县，属重庆府。铜梁境域先后设有 35 场，但安居仍以县级（无县令，保留县级部分权限）达重庆府。 乾隆四十一年（1776 年），安居更名为乡，辖 1 城（安居城）8 场，隶属重庆府，仍保留训导、巡检、汛部厅外委把总设置，战、守兵共 10 员。 光绪二十九年（1903 年），安居裁撤外委把总及兵丁，完全隶属于铜梁。 宣统三年（1911 年）秋，铜梁成立保路同志分会；同年 11 月 25 日，铜梁县军政府成立，改县公署为知事公署，隶属重庆府。 民国二年（1913 年），撤销省、府、州、厅建制， 以道辖县，铜梁县隶属川东道。 民国十八年（1929 年），撤道恢复行省建制， 铜梁县直属四川省政府。 民国二十四年（1935 年），四川行政统一，实行行政督察区制，铜梁隶属四川省第三督察区 （治所永川）。铜梁县境域划分为 3 个区 44 个 乡镇。 1949 年 12 月 2 日，铜梁县解放，22 日成立铜梁县人民政府，隶属川东行署璧山专员公署。 1955 年，铜梁县将 98 个建制乡镇调整为 56 个建制乡镇 ，乡镇人民政府改称乡镇人民委员会。

1958 年 9 月下旬，铜梁县实现人民公社化， 原 56 个建制乡镇改为“政社合一”的 56 个人民公社，村改为管理区，其下为生产队。 1961 年 12 月，铜梁县调整为 1 镇 10 区，辖 62 个人民公社，实行公社、生产大队、生产队的“三 级所有，队为基础”的管理体制。 1983 年 2 月 8 日，中央批准重庆成为全国首批经济计划单列市。4 月，永川地区并入重庆市， 铜梁属重庆市管辖。 1993 年 12 月，铜梁县撤区并乡建镇，将全县建制调整为 25 个镇、8 个乡。 1997 年 3 月 14 日，全国人大决定设立重庆直 辖市，铜梁仍为重庆市辖县。 2006 年 10 月 11 日，撤销巴川、全德镇，设巴川街道、东城街道、南城街道。 2014 年 5 月 2 日，撤销铜梁县，设立铜梁区，7 月 15 日，铜梁区正式挂牌。10 月 21 日，撤销蒲吕镇，设立蒲吕街道。 2015 年 4 月 7 日 ，撤销旧县镇 ，设立旧县街道。