城陽地域夏、商時為萊夷地，屬青州。
西周屬夷國。
春秋初期分為介、夷、萊等諸侯國屬地，中期歸入齊國。
戰(zhàn)國時屬齊國，隸即墨。
秦王朝建立（前221)后，施行郡縣制，不其地域?qū)倌z東郡。
西漢時期，改屬瑯琊郡。
東漢建武中期，改屬東萊郡。
三國時期歸魏國東萊郡。
西晉時(277)改屬青州長廣郡，郡治不其城。
劉宋時(468)東青州治署不其縣。
北魏時改屬光州長廣郡。
北齊(556)不其縣廢除，劃并入光州長廣郡長廣縣。
隋開皇九年(589)，重置不其縣，同年廢除不其縣并入即墨縣（縣城即今即墨市老城區(qū))，屬東萊郡。
唐朝屬河南道萊州（東萊郡）即墨縣。
宋朝為京東東路萊州即墨縣。
元朝先后屬膠州、萊州即墨縣。
明朝屬山東省萊州府即墨縣仁化鄉(xiāng)、里仁鄉(xiāng)等。
清朝屬山東省承宣布政使司萊州府膠州即墨縣。
1897年德國侵占青島后，白沙河以南及紅島等地劃入德國租界；1914年日本驅(qū)逐德國而代之；1929年屬國民黨南京政府青島市，期間，白沙河以北仍歸屬即墨縣里仁鄉(xiāng)、仁化鄉(xiāng)；1935年，夏莊、惜福鎮(zhèn)、流亭部分土地劃入青島市，其余部分仍屬即墨縣。
1938年，日本侵華期間，今全部區(qū)域?qū)賯紊綎|省公署下設(shè)的道區(qū)；1945年，南京國民政府第二次統(tǒng)治時期，與南京國民政府第一次統(tǒng)治時期相同。
1949年5月31日，城陽解放，域內(nèi)分別歸嶗山行政辦事處和即墨縣管轄。
1961年10月起統(tǒng)屬嶗山縣。
1988年11月起改屬嶗山區(qū)。
1994年6月起屬青島市區(qū)級建置，轄城陽、流享夏莊、惜福鎮(zhèn)、棘洪灘、上馬、河套紅島8個鎮(zhèn)。
2001年6月，撤鎮(zhèn)建置改設(shè)街道辦事處。
2012年5月31日，根據(jù)《中共青島市委青島市人民政府關(guān)于建立青島紅島經(jīng)濟區(qū)管理體制的通知》（青委〔2012〕146號文件)精神，城陽區(qū)所轄紅島街道、河套街道及域內(nèi)青島出口加工區(qū)由青島紅島經(jīng)濟區(qū)工委、管委（籌）管轄。
2019年11月27日，青島市全面推進功能區(qū)體制改革創(chuàng)新領(lǐng)導小組下發(fā)《關(guān)于〈青島高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)體制機制改革創(chuàng)新試點實施方案》的批復。
河套、紅島街道重新劃歸城陽區(qū)管轄。