城阳地域夏、商时为莱夷地，属青州；西周属夷国；春秋初期分为介、夷、莱等诸侯国属地，中期归入齐国；战国时属齐国，隶即墨；秦朝（公元前221年）始建置不其县，属胶东郡，县城建在今城阳村、城子、寺西社区一带；西汉时期，改属琅琊郡不其县；东汉建武中期，改属东莱郡不其县；三国时期归魏国东莱郡不其县；西晋时（公元277年）改属青州长广郡不其县，郡治不其城；刘宋时（公元468年）东青州治署不其县；北魏时改属光州长广郡不其县；北齐（公元556年）废除不其县，划并入光州长广郡长广县；隋朝（公元589年），析不其县地重建即墨县城（即今即墨市老城区），属东莱郡；唐朝属河南道莱州（东莱郡）即墨县；宋朝为京东东路莱州即墨县；元朝先后属胶州、莱州即墨县；明朝属山东省莱州府即墨县仁化乡、里仁乡等；清朝属山东省承宣布政使司莱州府胶州即墨县；1897年德国侵占青岛后，白沙河以南及红岛等地划入德国租界；1914年日本驱逐德国取而代之；1929年属国民党南京政府青岛市，期间，白沙河以北仍归属即墨县里仁乡、仁化乡；1935年，夏庄、惜福镇、流亭部分土地划入青岛市，其余部分仍属即墨县；1938年，日本侵华期间，今全部区域属伪山东省公署下设的道区；1945年，南京国民政府第二次统治时期，与南京国民政府第一次统治时期相同。
　　1949年5月31日，城阳解放，域内分别归崂山办事处和即墨县管辖；1961年10月起统属崂山县；1988年11月起改属崂山区。1994年6月起属青岛市区级建置，辖城阳、流亭、夏庄、惜福镇、棘洪滩、上马、河套、红岛8个镇。2001年6月，撤镇建置改设街道办事处。
　　2012年5月31日，根据《中共青岛市委 青岛市人民政府关于建立青岛红岛经济区管理体制的通知》（青委[2012]146号文件）精神，城阳区所辖红岛街道办事处、河套街道办事处及域内青岛出口加工区由青岛红岛经济区工委、管委（筹）管辖。