1950年设立铜官山办事处，1953年成立铜官山区，均隶属铜陵县。1969年成立向阳区，1980年改称铜官山区。
1996年，铜官山区面积27.2平方千米，人口20.2万人，辖6街道，区政府驻淮河北路。
2000年第五次人口普查，全区总人口246887人，其中：长江路街道68610人，铜官山街道36048人，杨家山街道57360人，石城路街道43940人，扫把沟街道32576人，横港街道8353人。
2004年11月30日，铜陵市启动行政区划调整工作：将郊区东郊办事处区域天山大道（原七坝路）以西、铜芜路以南地区划归铜官山区管辖；天山大道南段以东、铜芜路以北地域划归狮子山区管辖。为便于联盟村行政事业的管理，将联盟村整建制划归狮子山区管辖（狮子山区在铜官山区内保留一块“飞地”），即除联盟村15、16、17、18村民小组划入铜官山区外，联盟村其他地域全部划归狮子山区管辖。东郊办事处建制划归狮子山区管辖。将郊区在铜官山区的“飞地”后冲村、金牛居委会等划归铜官山区管辖。将铜官山区在郊区的“飞地”上富强村块等，划归郊区管辖。将铜官山区所辖铜陵市第二人民医院块等“飞地”划归狮子山区管辖。2004年底，铜官山区辖6个街道。
2010年7月，铜官山区撤销6个街道办事处，将原49个社区合并为18个大社区（社区公共服务中心），实行“区直管社区”。