昆都侖區(qū)因昆都侖河而得名（“昆都侖”系蒙古語譯音，意為“橫”）。
夏朝時(shí)期，今昆都侖區(qū)地域已有土方族部落生存繁衍。
東周周赧王十三年（前302年），趙武靈王為鞏固疆域“命吏大夫奴遷于九原”并實(shí)行移民屯墾，設(shè)九原邑（在今昆都侖區(qū)孟家河灣），隸屬云中郡。
戰(zhàn)國末年，中原諸侯國稱雄交戰(zhàn)時(shí)，匈奴族頭曼單于南下占領(lǐng)今包頭、河套等地。
秦始皇二十六年（前221年），置九原郡，郡治所九原（今昆都侖區(qū)孟家河灣古城）。
西漢武帝元朔二年（前127年），改秦九原郡為五原郡，郡治九原。
東漢時(shí)期，沿置五原郡，治所九原。
三國、西晉時(shí)期，屬拓跋鮮卑統(tǒng)治區(qū)。
東晉咸和二年（327年），屬朔方郡管轄。
前秦苻堅(jiān)建元十八年（382年），置有五原郡。
東晉太元二十年（395年），屬后趙朔方郡管轄。
東晉義熙五年（409年），屬夏幽州管轄。
西魏大統(tǒng)十二年（546年），屬西魏管轄。
北周天和七年（572年），屬北周永豐鎮(zhèn)管轄。
隋朝大業(yè)八年（612年），屬榆林郡管轄。
唐朝時(shí)期，屬云中都護(hù)府后改單于都護(hù)府管轄。
唐中宗景龍二年（708年），朔方大總管張仁愿筑中受降城（故址在今包頭市昆都侖河下游西）。
后梁開平二年（908年），屬契丹管轄。
遼天慶元年（1111年），屬云內(nèi)州。
西夏乾祐二十年（1189年），屬黑山威福司管轄。
明正統(tǒng)十四年（1449年），“土木堡之變”以后，成為蒙古族土默特部的游牧地。
清光緒二十九年（1903年），為五原廳管轄區(qū)域，屬烏拉特三公旗。
1949年，屬包頭縣。
1956年8月15日，內(nèi)蒙古自治區(qū)人民委員會(huì)決定，設(shè)置包頭市昆都侖區(qū)，以南牌工業(yè)區(qū)范圍為昆都侖區(qū)的行政區(qū)域。
1960年4月，內(nèi)蒙古自治區(qū)人民委員會(huì)決定，撤銷包頭市郊區(qū)，將其區(qū)域分別劃歸東河、青山、昆都侖、石拐礦4個(gè)區(qū)。