周人活动的重要地区，春秋时是白翟部落居住地。战国时代，前期属晋，韩、赵、魏三家分晋后归魏，再后归于秦。
秦统一天下，分全国为36郡，宝塔区为高奴县，隶上郡（上郡治所肤施，在今榆林市榆阳区境），辖今宝塔区及志丹、安塞、延川、延长县，县城在今延安城东2.5公里的尹家沟；宝塔区东南为定阳县辖地，其县城在今宜川县境。
楚汉之际，项羽三分关中，封秦降将董翳为翟王，王上郡，都高奴。当年，即汉高祖元年（前206）灭翟国，宝塔区仍置高奴县，隶上郡。新始建国元年（9），改高奴县为平利县。东汉复名高奴。灵帝中平六年（189），为匈奴所占据。东汉末年，郡县俱废。
魏晋时，宝塔区居住匈奴等少数民族，未设县，置有戍守之所，称三城（故址在宝塔区南部），为驻防重地。东晋、十六国时，宝塔区先后属前秦、后秦、大夏。
南北朝时期（420～589），宋元嘉八年（431）大夏为吐谷浑国所灭，后宝塔区成为北魏辖地。北魏太安二年(456)，在宝塔区南设临真县，其“城临真川水”，故名，隶北雍州定阳郡，辖地含今延长县西部；又在宝塔区西设沃野县；太和元年（477），在宝塔区东设广武县，辖地含今延川县西部，其城址在今甘谷驿，同年设徧城郡，隶北雍州，领广武、沃野两县，治所广武。北魏延昌二年（513）设东夏州，治所广武，领徧城郡、定阳郡（治所临戎，在今宜川境）、朔方郡（治所魏平，在今子洲境）、上郡（治所因城，在今甘泉境）。
西魏大统三年（537），分临真县置真川县，辖地在临真县西，并设神水郡，治所真川，领真川、临真两县；同年，分广武县置文安县，隶文安郡（文安县境为今延川县地）；沃野县仍旧。西魏废帝三年（554），改东夏州为延州，仍治广武，领徧城郡、神水郡、文安郡、上郡。
北周保定四年（564），废神水郡，真川、临真两县改属徧城郡。北周建德六年（577），改广武县为丰林县，县城迁至今李渠镇周家湾村，其城原为大夏郡主赫连勃勃所筑，人谓之赫连城。徧城郡治、延州州治俱徙丰林，徧城郡领丰林、沃野、真川、临真四县，延州领徧城、文安两郡。
隋开皇三年（583），撤销郡制，以州统县，徧城郡废。开皇十八年（598），废沃野县，辖地并入丰林县。大业元年（605），废真川县，辖地并入临真县。大业三年（607），分丰林、金明二县置肤施县，沿用汉肤施县旧名（金明县，在今安塞县南，本为北魏广洛县，隋避杨广名讳改，大业十三年废，并入肤施县；汉肤施在今榆林县），辖地在今延安市辖境中部，其城在今延安市区延河东岸。同年，改州为郡，废延州，设延安郡，郡治肤施，领肤施、丰林、临真、延安等11县。其中延安县，本为西魏广安县，大业元年（605）因避太子杨广名讳改为延安县，辖地在今延长境。
唐武德元年（618），延安郡改为延州。武德二年（619），分肤施县设金明县。天宝元年（742），复改延州为延安郡。乾元元年（758），再改为延州，治所肤施，领肤施、丰林、临真等10县。安史之乱后，延州隶鄜坊节度使府。终唐之世，宝塔区置县未变。
五代十国时期（907～960），宝塔区置县依旧，仍隶延州。延州后梁隶忠义军节度，余皆隶彰武军节度。其节度使府均在延州。
北宋初年，设路辖州。康定二年（1041），分陕西路置鄜延路，其经略安抚使治延州肤施。庆历五年（1045），肤施县城迁至今延安城内（延河西岸）。熙宁五年（1072），废丰林、金明二县，辖地并入肤施县。宝塔区所置县即为肤施、临真。元祐四年（1089），升延州为延安府，府治仍为肤施，辖肤施、临真等7县。
南宋建炎二年（1128），金军攻克延安府。宝塔区仍置肤施、临真二县，延安府仍治肤施，领肤施、临真等7县。金亦设鄜延路，然辖区扩大，治所延安府，领延安府、鄜州、坊州、丹州、保安州、绥德州。皇统二年（1142），改鄜延路置彰武军总管府，金末废。
元至元二年（1264），废临真县，辖地并入甘泉县，宝塔区所置县唯肤施。至元十一年（1274），改旧鄜延路，置延安路，治所肤施，领肤施、甘泉等8县及鄜州、绥德州、葭州，三州又下辖8县。至元十二年（1286），分陕西四川行中书省，置陕西等处行中书省，延安路隶之。
明洪武二年（1369），改延安路为延安府，治所肤施县，其余无多变动。洪武九年（1376），改行中书省为承宣布政使司，延安府隶陕西等处承宣布政使司。
清实行四级行政制：省、道、府（直隶州、直隶厅）、县（散州、散厅）。肤施县仍为延安府治，延安府领肤施、甘泉等10县，隶陕西省延榆绥道，延榆绥道驻榆林。
民国二年（1913），废延安府，肤施县隶陕西省榆林道。
民国二十二年（1933），废道，以省直接辖县，肤施县隶陕西省。
1935年5月，陕北工农红军在宝塔区北部梁村一带设延安县，7月在宝塔区南部龙儿寺（今柳林麻庄）设肤甘县（辖地跨肤施、甘泉二县），同月在宝塔区东南部当时为甘泉县辖地的麻洞川设红泉县。同年9月，分肤甘县设肤施县。
1936年12月“西安事变”发生后，旧肤施县城解放。
1937年1月13日中共中央进驻肤施城，当月以城区设立延安市，直属陕甘宁边区政府领导，2月肤施县（原肤甘县）并入延安县，亦直属陕甘宁边区政府领导，县政府驻川口。
1937年3月，宜川县与宝塔区东南部的红泉县合并为红宜县。
1937年7月，红宜县改称固临县，直属陕甘宁边区政府领导。
1942年12月，边区政府设置延属分区行政督察专员公署，延安市直属陕甘宁边区政府，延安县归延属分区。
1943年5月，延安县政府由川口迁驻东二十里铺。
1944年5月，设立南泥湾垦区（县级建制）。
1945年，固临县临镇区、延安县金盆湾区划归南泥湾垦区，直属陕甘宁边区政府。
1948年8月，南泥湾垦区和固临县部分辖区合并为临镇县，县政府驻临镇。
1949年2月，撤临镇县，辖地分别划归延安县和延长县；3月，延安市并入延安县，县政府由东二十里铺迁驻南关，延安市降为区级市，属延安县领导。5月陕甘宁边区政府迁驻西安市，撤销延属分区，延安县归陕北行政公署领导。
1950年5月整编时，撤销陕北行署，延安县隶属延安专区（1969年改称延安地区至1996年12月）。
1954年4月，延安县人民政府改延安市为城关区。
1958年12月，甘泉县全境和安塞县的境南并入延安县。
1961年5月，恢复甘泉、安塞的县制。
1970年5月16日，延安县分为延安城区和延安县两个县级行政区划。县革委会仍驻南关，城区革委会驻北关（当年迁往南关），区、县革委会均属地区革委会领导。
1972年3月，经国务院批准延安城区改称延安市，市革委会驻南关，仍属地区革委会领导。
1975年8月16日，撤销延安县并入延安市。
1979年3月延安地区革命委员会改称延安地区行政公署，12月延安市革命委员会改称延安市人民政府，属地区行署领导。
1980年5月，延安市（县级）人民政府由南关迁驻宝塔山下至今。
1996年12月，撤销延安地区和县级延安市，设立地级延安市，市人民政府驻新设立的宝塔区。延安市设立宝塔区，以原县级延安市的行政区域为宝塔区的行政区域。（国务院1996年11月5批复国函[1996]84号）。
