清光緒二十三年(1897)，開(kāi)始開(kāi)采石油，是中國(guó)石油開(kāi)采最早的地區(qū)之一。
1926年，引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)設(shè)備正式建廠，是新疆石油的發(fā)祥地。
1954年，獨(dú)山子為新疆省直轄的地方區(qū)域。
1952年，稱獨(dú)山子礦區(qū)。
1956年，設(shè)立獨(dú)山子鎮(zhèn)，屬自治區(qū)直轄。
1958年，劃歸克拉瑪依市，設(shè)立獨(dú)山子區(qū)。
1970年，成立政企合一的獨(dú)山子礦區(qū)。
1982年，克拉瑪依市改為設(shè)區(qū)的地級(jí)市，下設(shè)獨(dú)山子區(qū)。
1984年，克拉瑪依市降為縣級(jí)市，撤銷獨(dú)山子區(qū)，設(shè)立獨(dú)山子鎮(zhèn)（縣級(jí)建制）。
1990年1月8日，克拉瑪依市恢復(fù)為地級(jí)市，獨(dú)山子鎮(zhèn)為也復(fù)為獨(dú)山子區(qū)。