云巖區(qū)境，元至元十九年（1282年）置順元路軍民宣慰司，屬湖廣行省。 至元二十九年（1292年）改為八番順元等處宣慰司都元帥府，元末降為順元路軍民安撫司，今區(qū)境均屬其管轄。

明洪武四年（1371年）置貴州宣慰司，隸四川行省。明永樂十一年（1413年）改隸貴州行省。今區(qū)境均在其轄下。明隆慶二年（1568年）移程番府入省城，明隆慶三年（1569年），改程番府為貴陽(yáng)府，今區(qū)域是府城附郭。明萬(wàn)歷十四年（1586年）置新貴縣，今區(qū)境為其附郭。明萬(wàn)歷二十九年（1601年）貴陽(yáng)府升貴陽(yáng)軍民府，轄地含今區(qū)境。

清康熙二十六年（1687年），裁貴州前衛(wèi)，設(shè)置貴筑縣，貴筑縣轄9里。其中的紅邊里、西上里、南隅里等均在今云巖區(qū)境域。清乾隆十四年（1749年）十月，貴陽(yáng)府親領(lǐng)8保，其中內(nèi)城東北保、西北保及外城西南、東南、東北、西北等保所轄地范圍大部分在今云巖區(qū)境域。清乾隆四十六年八月（1781年9月）以貴筑縣北門外（今噴水池以北地區(qū)）新城日繁，商賈云集，令將貴筑縣丞移駐新城，就近稽查（新城在今區(qū)域）。清宣統(tǒng)三年（1911年）十一月初四日，貴州光復(fù)，成立貴州軍政府，后改貴州省公署；治所地址一直在今省府路貴山苑小區(qū)內(nèi)。

民國(guó)三年（1914年）1月改貴陽(yáng)府為貴陽(yáng)縣，同年8月將貴州分為黔中、貴西、鎮(zhèn)遠(yuǎn)三道，貴陽(yáng)縣屬黔中道管轄，今區(qū)境均在貴陽(yáng)縣轄境內(nèi)。民國(guó)九年（1920年），廢黔中道，貴陽(yáng)縣直屬于省。 民國(guó)三十年（1941年）7月1日貴陽(yáng)市正式成立，貴陽(yáng)設(shè)市之初，仍然沿襲舊制，城市治安由警察局管理，警察局之下設(shè)5個(gè)分局，警察分局有行政職權(quán)，分局之下設(shè)聯(lián)保，聯(lián)保之下設(shè)保、甲。當(dāng)時(shí)，警察一分局駐中華北路，警察二分局駐中華中路，警察三分局駐公園北路。 民國(guó)三十二年（1943年）春，經(jīng)貴州省政府核準(zhǔn)，將原來5個(gè)警察分局下轄的22個(gè)聯(lián)保改為20個(gè)鎮(zhèn)，各鎮(zhèn)建立鎮(zhèn)公所。這20個(gè)鎮(zhèn)當(dāng)中的毓秀鎮(zhèn)等13個(gè)鎮(zhèn)在今區(qū)境。 民國(guó)三十三年（1944年）11月，將貴陽(yáng)市的20個(gè)鎮(zhèn)裁撤，成立9個(gè)區(qū)，區(qū)級(jí)政權(quán)之下未設(shè)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)，區(qū)公所直接領(lǐng)管保，這一建置直到1949年11月貴陽(yáng)解放都未再變動(dòng)。

1949年11月15日，貴陽(yáng)解放。11月22日，貴陽(yáng)市軍事管制委員會(huì)派出軍代表接管貴陽(yáng)市的一、二、三及七、九區(qū)公所隸屬今云巖區(qū)境。

1950年5月，將原來的9個(gè)區(qū)劃為7個(gè)區(qū)。

1952年8月，貴陽(yáng)市郊的五至七區(qū)管轄范圍又改劃為5個(gè)鄉(xiāng)，36個(gè)行政村。

1953年6月，又將郊區(qū)的5個(gè)鄉(xiāng)改為7個(gè)鄉(xiāng)、8個(gè)辦事處。

1954年，將貴筑縣劃撥給貴陽(yáng)市管轄，原來由貴筑縣烏當(dāng)區(qū)下轄的偏坡、雅關(guān)、漁安劃為鄉(xiāng)。將大宅吉、小宅吉、建水、市北村、大洼、橋下等村劃歸大洼鄉(xiāng)；黔靈、香獅、頭橋、中寨、黃泥田等村劃歸頭橋鄉(xiāng)；東山一帶劃歸東山鄉(xiāng)。

1954年，貴陽(yáng)市將郊區(qū)的8個(gè)街道劃歸兩城區(qū)。

1955年8月，貴陽(yáng)市第一區(qū)更名為云巖區(qū)，第二區(qū)就更名為富水區(qū)。

1982年8月，云巖區(qū)下轄14個(gè)街道及黔靈公社。

1984年6月，撤銷黔靈人民公社，建立黔靈鄉(xiāng)。

1989年1月，在貴烏路、北京路街道、黔靈鄉(xiāng)的大宅吉、小宅吉為主的一部分地區(qū)（東至貴烏路的半邊街，南至鹽務(wù)街，西至雅關(guān)、南埡路，北到麻沖地區(qū)）劃出建立宅吉街道。

2000年4月，撤銷黔靈鄉(xiāng)，建立黔靈鎮(zhèn)。云巖區(qū)下轄15個(gè)街道辦事處和1個(gè)鎮(zhèn)。

2001年，全區(qū)轄15個(gè)街道、1個(gè)鎮(zhèn)，112個(gè)社區(qū)、13個(gè)村。

2009年，全區(qū)共18個(gè)街道，1個(gè)鎮(zhèn)，134個(gè)社區(qū)，19個(gè)村。

2012年，全區(qū)共1個(gè)鎮(zhèn)、26個(gè)社區(qū)。