西漢至南朝為味縣地。
漢屬益州郡。
三國蜀漢屬建寧郡。
北周、隋、唐為南寧州地。
唐武德四年（621）置西平州（治今西平街道），貞觀八年（634），改西平州為盤州（今貴州普安），州城漸廢。
天寶末為南詔、爨部地。
宋大理時為易陬籠，隸石城郡。
元至元十三年（1276）改置交水縣，屬霑益州。
明洪武十五年（1382）設曲靖府，裁交水、石梁、羅山3縣并入沾益州（即州轄縣）。
天啟五年（1625），移州治于交水城（今西平街道）。
清順治十六年（1659）霑益州治自今宣威市移交水城（今西平街道）。
清雍正五年（1727），割沾益州新化里至高坡頂以北之地設宣威州，以南沿為沾益州，屬曲靖軍民府。
1913年，府州改縣，沾益州改為沾益縣。
1929年直屬云南省。
1950年3月，成立沾益縣人民政府。
1958年撤沾益縣，并入曲靖縣，駐沾益鎮(zhèn)（今西平街道）。
1983年9月9日，經國務院批準撤銷沾益縣、曲靖縣，以兩縣區(qū)域設立曲靖市（縣級）。
1997年5月6日，經國務院批準撤銷曲靖市（縣級），設立麒麟區(qū)和沾益縣。
2016年3月28日，撤銷沾益縣，設立曲靖市沾益區(qū)，名稱沿用至今。