秦朝前，岭南番禺一带与中原商、周王朝以及长江流域的吴、越、楚国有过经济、政治、文化交往，并与楚的关系较密切。秦始皇三十三年(前214年)在岭南设桂林郡、象郡、南海郡。番禺是南海郡的首县，并为郡治所在地。番禺建县自此始。
秦末，南海郡尉任嚣病危时召见龙川县令赵佗，谓番禺“负山险阻南海”，“可以立国”，并假托秦廷命令，委赵佗代理南海郡尉。汉高祖三年(前204年)，赵佗自立为南越王，定都番禺。《史记·货殖列传》云：“番禺亦其一都会也”，是当时全国九大都会之一。
汉武帝元鼎六年(前111年)，平南越，将南越地重新划为9郡，番禺仍为南海郡治。其后，汉朝廷为了监督各郡官吏，设了13个常驻监察机构，其中设在苍梧郡广信县(今封开县)的交趾部负责纠核岭南9郡。后来，交趾部改为交州，兼拥有军政大权，地方政权由郡、县二级变为州、郡、县三级。赤壁之战后，魏、蜀、吴三国鼎立局面逐渐形成，东吴孙权占据长江中下游后，向南扩张略取交州，任命步骘为交州刺史。步骘东下番禺城考察，《水经注》对此记载说：“骘到南海，登高远望，睹巨海之浩茫，观原薮之殷阜，乃曰‘斯诚海岛膏腴之地，宜为都邑'。建安二十二年(公元217年)迁州番禺，筑立城廓。”州治从广信迁到番禺后，平整番山北部，修复并扩建“佗城”。吴黄武五年(226年)，分交州为交、广二州，广州由此得名，州治即设番禺。此后1700多年间，番禺大都是地方一、二、三级政权所在地。
隋文帝开皇十年(590年)，撤销南海郡，改番禺县为南海县，隶属广州总管府。仁寿元年(601年)，改广州为番州。隋炀帝大业三年(607年)，改州置郡，恢复南海郡，隶属扬州。
唐武德四年(621年)废南海郡，复置广州，再置番禺县(一说在长安三年即公元703年复置番禺县)，县治设江南洲(今广州河南)。贞观元年(627年)置岭南道，广州属岭南道。长安三年(703年)，置岭南五府经略使，总管岭南五府，复置南海郡。咸通三年(公元862年)岭南划分东、西二道，岭南东道治广州，西道治邕州(今南宁)。两广分东、西，自此始。
唐末，农民起义，群雄割据。公元917年8月，刘称帝于番禺(广州)，国号大越，后改称汉，史称南汉，设兴王府。番禺隶兴王府。
宋太祖开宝四年(971年)，灭南汉，废兴王府，改为广南东区，置广州都督府。翌年，撤销番禺县，并入南海县。至道三年(997年)改广南东区为广南东路。皇礻右三年(1051年)恢复番禺县，县治设城东紫泥港(巷)。乾道六年(1170年)改为广东路广州府。祥兴元年(1278年)广州改为翔龙府。番禺沿为府治。
元至元十七年(1280年)，改翔龙府为广东道广州路。上隶江西行省。至元三十年改为广东道上路。皇庆元年(1312年)复称广东道广州路。番禺沿为道治、路治。
明太祖洪武元年(1368年)，改为广东道广州府。二年改为广东行省广州府。九年改为广东布政司广州府。番禺沿为府治，隶广州府。
清顺治四年(1647年)，设两广总督。地方政权分省、道、府、县四级。番禺属广东省广南韶道广州府，沿为省、道、府治。
民国元年(1912年)，废广州府，番禺属广东省粤海道。民国7年广州设市政公所，民国10年，正式设市。国民政府期间，番禺先后隶属广东省粤海道(广肇罗道)、中区绥靖公署、第一行政督察专员公署。民国22年，县府从广州移至新造。抗日战争期间番禺沦陷后，原国民党县政府流亡三水、沙坪、威井等地(汪伪县府驻广州东山)。1945年抗战胜利后，县政府移治市桥，初在先锋巷谢氏祠堂，1949年初，移到现址。
1949年10月番禺解放，隶属广东省珠江三角洲地方军事管制委员会。1950年3月至1952年11月，隶属珠江地区专员公署。1952年12月至1956年1月，隶属粤中行政公署。1956年2月起，隶属佛山地区专员公署。1958年12月15日至1959年6月10日，番禺、顺德合并为番禺顺县，县治设大良镇，其间一度改隶广州。恢复两县建置后，番禺县府沿设市桥镇。1975年1月，改隶广州市。
1992年5月，经国务院批准撤县设市，市政府仍设市桥镇。2000年5月21日，经国务院批准撤销番禺市设立广州市番禺区，区政府仍设市桥镇。
2005年4月28日，国务院批准（国函[2005]35号）：设立广州市南沙区；将番禺区的南沙街道和万顷沙镇、横沥镇、黄阁镇，灵山镇的庙南村、七一村和庙青村的部分区域，东涌镇的庆盛村、沙公堡村、石牌村的各一部分区域划归南沙区管辖。
> 