梨树区一带，清末，放荒招垦，形成梨树沟子屯落，隶属穆棱县管辖。中华民国成立后，1913年隶属穆棱县第二区。1924年穆棱煤矿投入生产，翌年设置梨树镇。东北沦陷后，初为第四保，后改设梨树镇街。1945年“九三”抗日战争胜利后，1946年4月，设置梨树镇区，1949年改为第六区。1956年3月，改设梨树镇。1957年1月，划归鸡西市管辖，设置市辖梨树区。
1992年末，梨树区位于鸡西市境西南部，东与恒山区相连，东南、西南与穆棱县接壤，西北与麻山区交界，北与滴道区毗邻。全区总面积396.3平方千米。总人口9.9万人，其中非农业人口8.4万人；满、朝鲜、蒙古、回族等少数民族人口约占3%。辖梨树、穆棱、平岗、碱场、石磷5个街道和梨树乡。区政府驻地九道街，距市中心鸡冠区31千米。（以上摘自《黑龙江省志·地名录》，有改动）
1996年，梨树区辖5个街道、1个乡：石磷街道、碱场街道、平岗街道、穆棱街道、街里街道、梨树乡。
2000年，梨树区辖5个街道、1个乡，67个居民委、14个村委会。
2000年第五次人口普查，梨树区总人口95430人，其中：街里街道19639人、穆棱街道34648人、石磷街道3314人、碱场街道9337人、平岗街道20204人、梨树乡8288人。
2001年9月，梨树乡政府根据市政府有关文件精神，将中南村、中村和中北村合并为中心村，将进行村和靠山村合并为前进村。
2002年，将67个居民委合并为18个社区。2003年，18个社区合并为11个。至此，全区辖5个街道、1个乡，11个社区、14个行政村。
2005年12月26日，撤销梨树乡，其行政区域归梨树区直辖（黑民区[2005]154号）。