战国时，秦献公二年（前383），修筑栎阳城（今武屯乡境内），自雍（今凤翔县）迁国都于栎阳。秦孝公十二年（前350年），由栎阳迁都咸阳。秦汉之际，汉王刘邦元年（前206年），项羽三分关中，封章邯为雍王，董翳为翟王，司马欣为塞王，是为三秦，塞王领咸阳以东至黄河地，设都城于栎阳。汉高帝五年（前202年），刘邦暂立国都于栎阳，七年（前200年）迁都于长安。
秦献公十一年（前374年），设立栎阳县，县随都名，为境内最早的县级建置。县治同栎阳都城，辖地约今阎良区和临潼县渭河北一带。秦代，设内史辖京畿各县，栎阳县归内史。
汉高帝十年（前197年），刘邦葬父于栎阳北塬（今荆山塬），称其陵为万年陵，即在栎阳城中设万年县以奉陵寝，与栎阳两县同城共治，辖地约今阎良区西部和临潼县西北部。西汉栎阳、万年属左冯翊。
新莽之年（9年），改万年县为异赤县，改栎阳县为师亭县，更始元年（23年），又恢复两县原名，县治和辖地未变。
东汉建武元年（25年），撤销栎阳县，辖地划归万年县，万年县辖区扩大为今阎良区全境和临潼县渭河北一带，仍隶属左冯翊。
三国魏黄初元年（220年），万年县改属京兆郡，县治、辖地依旧。
南北朝时期，北魏孝文帝太和二十二年（498年），分万年县东南地设鄣县（今交口镇附近）。北魏景明元年（500年），分万年县北部置广阳县（今栎阳镇）。北周明帝二年（558年），撤万年、鄣县，并入广阳县，县治移至旧万年县，在今武屯乡境内。广阳县辖地为今阎良区和临潼县渭河以北西部。南北朝时，万年县属冯翊郡，广阳县属左冯翊。
隋仁寿元年（601年），因避太子杨广名讳，改广阳县为万年县，辖地依旧，隶属京兆郡。
唐武德元年（618年），将万年县改为栎阳县，县治迁至今栎阳镇，同时分县属东部设平陵县。武德二年（619年），改平陵县为粟邑县，县治在今康桥乡粟邑庙附近，辖地约今阎良区。贞观八年（634年），撤粟邑县，并入栎阳县。唐武德年间，栎阳县、平陵县、粟邑县均属雍州，武则天天授二年（691年）改属鸿州。武则天大足元年（701年），鸿州并废，栎阳属华州。五代、宋、金各代，栎阳县隶属京兆府。
蒙古至元四年（1267年），今阎良区辖地随栎阳县并入临潼县。此后，历经元、明、清、民国时期，到建国后至1966年8月建区前，今阎良区辖地均属临潼县。
明万历初，在境内关山镇设抚民厅；清嘉庆元年（1796年），设县丞署；民国2年（1913年），设县佐署；民国8年（1919年），在关山镇设临潼分县，管理临潼县渭河以北各镇事务。
1949年5月5日，今阎良全境解放，境地仍属临潼县管辖，设关山、武屯、康桥、阎良4个行政区。
1950年调整区划，设临潼县第八、九两个区（关山、阎良）。
1956年合作化时期，设1区6乡。
1958年公社化时，设1个大公社9个管理区。
1961年，公社范围划小，境内设立阎良、关山、康桥、武屯、北屯、振兴6个公社。
1964年，撤销阎良公社，成立阎良镇。
1966年6月2日，国务院电复陕西省人民委员会，同意将临潼县所属阎良镇划归西安市领导，成为一个市辖区。6月24日，陕西省人民委员会发出通知：从8月1日起，按新的领导关系和隶属关系开展工作。至此，西安市阎良区成立。
1966年11月26日，陕西省人民委员会批准，阎良区改名为东红区。
1972年4月24日，陕西省革命委员会批准，东红区复名阎良区。
1995年6月16日，省编制委员会批复阎良区行政级别为副厅级。
