秦、漢，屬遼東郡。
魏、晉，屬玄菟郡。
隋朝，屬遼東郡。
唐朝，屬安東都護府蓋牟州。
遼、金，屬沈州。
元朝，屬遼陽等處行中書省沈陽路。
明朝，屬沈陽中衛(wèi)。
后金天聰八年（1634年），屬盛京。
清朝順治十四年（1657年），屬奉天府。
康熙十九年（1680年），繞沈陽城環(huán)筑土城，設(shè)八個邊門，由磚城門至邊門間的通道形成“八關(guān)”，清八旗軍分管八門八關(guān)地區(qū)，形成“八界”。
大東區(qū)包括正白旗界的地載（小北）關(guān)、正藍旗界的福勝（大北）關(guān)、正紅旗界的內(nèi)治（小東）關(guān)，鑲紅旗界撫近（大東）關(guān)及四個邊門以外的四部分地區(qū)。
光緒三十一年（1905年），奉天府設(shè)巡警總局，城內(nèi)設(shè)7個分局，大東區(qū)境內(nèi)包括當(dāng)時第3分局所轄的撫近（大東）關(guān)、內(nèi)治（小東）關(guān)，第六分局所轄的福勝（大北）關(guān)、地載（小北）關(guān)地區(qū)。
中華民國十二年（1923年）8月，屬奉天市，市內(nèi)劃為6個警區(qū)，大東區(qū)境內(nèi)包括當(dāng)時的2區(qū)（大、小東門至大、小東邊門間地區(qū)）和5區(qū)（大、小北門至大、小北邊門間地區(qū)）。
中華民國十八年（1929年）4月，屬沈陽市。
中華民國二十七年（1938年）1月，偽奉天公署頒布《奉天市區(qū)條例》，將全市劃為11個行政區(qū)，首次出現(xiàn)大東區(qū)的名稱，當(dāng)年大東域內(nèi)劃為大東、沈海二區(qū)。
中華民國三十年（1941年），偽奉天市又將11個行政區(qū)改劃為17個區(qū)，大東境內(nèi)由兩個區(qū)劃為4個區(qū)，即大東區(qū)、東關(guān)區(qū)、北關(guān)區(qū)、沈海區(qū)。
中華民國三十四年（1945年）10月，沈陽市民主聯(lián)合政府將17個區(qū)調(diào)整為11個區(qū)，將大東區(qū)東關(guān)區(qū)、東陵區(qū)合并為大東區(qū)；將北關(guān)、沈海合并為北關(guān)區(qū)。
中華民國三十六年（1947年），國民黨統(tǒng)治時期把全市劃為22個區(qū)，大東境內(nèi)又呈現(xiàn)4個區(qū)即大東、東關(guān)、北關(guān)、沈海。
中華民國三十七年（1948年）11月，沈陽解放后，沈陽特別市政府將全市劃為8個行政區(qū)，大東境內(nèi)為大東區(qū)、東關(guān)區(qū)、北關(guān)區(qū)、沈海區(qū)和東陵分區(qū)。
1951年，撤銷東陵分區(qū)。
1956年8月，沈陽市人民委員會將隸屬東郊區(qū)的英達、高坎、滿堂3個鄉(xiāng)劃歸大東區(qū)；將原屬北郊區(qū)的大洼、前進2個鄉(xiāng)和輝山畜牧場劃歸北關(guān)區(qū)。
1959年2月，沈陽市人民委員會決定調(diào)整市區(qū)建制將8個城區(qū)調(diào)整為5個，大東與北關(guān)合并為新的大東區(qū)，北關(guān)區(qū)建制撤銷。
1964年4月，沈陽市政府決定建立東陵區(qū)，將英達滿堂高坎東陵沈海大洼、榆林堡、朱爾、木匠、文官10個農(nóng)村人民公社和輝山畜牧場從大東區(qū)劃到新設(shè)立的東陵區(qū)管轄。
1971年1月，文官公社從東陵區(qū)劃出，歸入大東區(qū)。
2003年，沈陽市政府決定將原屬東陵區(qū)的朱爾村、木匠屯村劃歸大東區(qū)，兩村帶入土地面積8.2平方千米。
2005年，鑒于大東區(qū)與新城子區(qū)簽約聯(lián)手開發(fā)歐盟經(jīng)濟園區(qū)，經(jīng)市政府批準(zhǔn)將東陵區(qū)和沈北新區(qū)蒲河附近的12平方千米土地劃歸大東區(qū)。