春秋战国时，县境为巴国地。周慎觐王五年（公元前316年），秦灭巴。周赧王元年（公元前314年），秦置巴郡江州县，今县域为江州县属地。据清同治4年《璧山县志》载：璧山“禹贡梁州之域，周为巴子国地，秦灭巴置巴郡为巴郡地，汉为巴郡地属益州，三国属蜀汉，晋为巴郡地属梁州，宋齐俱为巴郡地属益州，隋为巴江津二县地属渝州”。两汉时期，璧山境内经济发展已呈较高水平，来凤就设有驿站，成为成都至重庆的交通要道。东汉时期，璧山境内就已流行雕刻精美的画像石棺作为墓葬方式。

璧山建县于东汉到蜀汉之间，名为常安县，隶属巴郡。《太平寰宇记》载：“蜀汉时，巴郡领县六 ：江州、枳、临江、平都、乐城、常安。”这里说的枳，是涪陵；平都，是丰都；乐城，在南川、 遵义一带；临江，在现在的合川、北碚一带；常安，是璧山、永川、荣昌、铜梁、大足一带了，县府应该在王来驿（现在的来凤驿）。璧山这个地方当时是蜀将张嶷负责修复的驿道的地方，是蜀国去吴国的必经之地，也是紧邻巴郡（重庆）的屏障之一，常安县很宽广，因为东汉末年和蜀汉时期，这里兵祸连年，地广人稀。故在蜀后主刘禅降晋前废之，并入江州县，临江也废而并入江州，这时是江州县的辖区最大的时候，才应该是《词源》和《重庆府志》记述的那样宽广。

 唐至德二年（公元757年），据唐《元和郡县图志》（公元806年）记载：“壁山县，本江津、万寿、巴三县地，……川中有一孤山，西北二面险峻，东南面稍平，土人号为重壁山（今茅莱山），至德二年（公元757年）置县，因山为名。”唐置县时，隶属渝州，其时县域包括今县境全部及今永川区全境、铜梁东南部、北碚南面小部，沙坪坝和九龙坡中梁山以西部分、江津长江北岸， 县府驻地在壁山镇(今璧城街道)。

 唐大历十一年（公元776年），分壁山县西南部分地置永川县。

 北宋崇宁元年（公元1102年），渝州改名恭州，壁山县隶属恭州。

 南宋淳熙十六年（公元1189年），升恭州为重庆府，壁山县属之，县辖双溪、多昆、含谷、王来、依来五镇。元初，壁山县屡遭兵灾。

 元朝至元二十二年（公元1285年），以壁山“地广人稀”并入巴县。

 明成化十九年（公元1483年），复置壁山县，属重庆府，原辖地不变，分为十里百甲，龙溪里、普安里、燕平里、磨滩里、壁山里、水东里、枫香里、横山里、登云里、沙山里为县十里， 县府驻地壁山里(今璧城街道)。

 明朝嘉靖十一年(公元1532年)，壁山改壁为璧，称为璧山。究其原因，是“昔人云四山如璧，又云山出白石，明润如玉，故名璧山。”（明朝江朝宗《新建璧山县记》）。

 清初，全县改编为二里十三甲。

 清康熙元年（公元1662年），以“户口尚少，停壁山县铨，以永并治之”（即由永川县代管）。

 清雍正七年（公元1729年），复置璧山县，隶属川东道重庆府，原辖地基本不变。

 清乾隆二十四年（公元1759年），巴县缙云山（包括北温泉）以西之西祥里（后更名为依来里）划归璧山，全县便有磨滩里（福禄里，简称福里，在县中部）七甲，登云里（简称登里，在县南部）六甲，西祥里（依来里，简称依里，在县北部）八甲，共三里二十一甲。

 清光绪初年，全县辖三里37场5段，县府驻地改名本城场(今璧城街道)。

民国3年（公元1914年），璧山县属四川省东川道。

 民国4年（公元1915年），增设临江场，全县行政区划改为38场5段。

民国17年（公元1928年），撤销道，直属四川省。

民国24年（公元1935年），试行新县制，全县行政区划为3个区，40个联保和1个试验乡，县府驻地更名为璧山镇。

 民国25年（公元1936年），四川省下设行政督察区，璧山县属四川省第三行政督察区，驻地璧山县，辖璧山县、巴县、永川县、江津县、江北县、合川县、荣昌县、綦江县、大足县、铜粱县、北碚管理局。 　　

1940年，县府驻地更名为城中镇。

 1949年12月1日，璧山县解放，属川东区巴县行政专员公署管辖（巴县专署），驻地巴县，辖巴县、璧山县、江津县、永川县、合川县、江北县、铜梁县、荣昌县、大足县、北碚管理局、綦江县、南川县、长寿县和涪陵县。 璧山县人民政府决定，全县行政区划为6个行政区，第一至第六区区政府分别驻城中镇、大兴乡、来凤乡、丁家乡、大路乡、八塘乡。从民国初年到民国末年璧山县所辖的大部分乡镇已划入巴县及周边县，其中现在发展比较好的镇有北碚区歇马镇，九龙坡区含谷镇、白市驿镇和西彭镇，江津区的双福镇，沙坪坝区的陈家桥镇、西永镇、虎溪镇以及1952年划出的青木关镇等。

 1949年12月20日，巴县行政专员公署改驻璧山，更名璧山行政专员公署（璧山专署），辖地不变。 　　1950年12月，县府驻地更名城关镇。

 1951年4月，璧山专署驻地迁至江津，改名江津专区，江津县、璧山县、巴县、永川县、合川县、铜梁县、荣昌县、江北县、綦江县、大足县属之。

 1952年，璧山所辖青木关镇（现属沙坪坝）、转龙乡划入北碚。綦江、长寿、江北划入重庆。

 1953年，巴县、綦江县、江北县再划归江津专区。

 1960年，江津专署驻地迁往永川，璧山属之，巴县、綦江县又划入重庆市。

 1968年，江津专区更名江津地区，璧山属之。

 1976年1月，江津地区江北归入重庆，将绵阳地区的潼南县划入江津地区，辖江津县、璧山县、永川县、合川县、潼南县、铜梁县、荣昌县、大足县（称之为江八县)。

 1980年3月，在经过1952年、1953年、1955年、1956年、1958年、1977年、1978年数次变更后，全县行政区划为7个行政区，大路区、八塘区、城郊区（后改名甘棠区）、大兴区、正兴区、来凤区、丁家区等七区，1个区级镇（城关镇），1个乡级镇（来凤镇），38个公社。

 1981年，江津地区更名为永川地区，璧山属之。

 1981年5月，城关镇更名为璧城镇。

 1983年4月1日，永川地区与重庆市合并，璧山县属重庆市辖。

 1985年将人民公社改为乡。

 1994年“撤区并乡建镇”调整为20镇6个乡。

 1997年，璧山县面积913平方千米，人口59.2万。辖璧城、狮子、河边、福禄、大兴、丹凤、来凤、青杠、丁家、广普、三合、马坊、正兴、石院、大路、蒲元、保家、六塘、八塘、七塘20个镇；梅江、龙江、健龙、云坪、五龙、依凤6个乡。县政府驻璧城镇。同年11月17日，蒲元镇政府驻地从蒲元场迁移到马家桥（渝府[1997]77号）。

2006年6月，璧山供销社获得“全国县级供销社综合改革试点单位”称号，是重庆市2个获此殊荣的单位之一。

2010年11月，在由中国果菜专家委员会、国家农业部等单位组成的评审专家组在全国范围内评选“中国果菜无公害十强县”活动中，璧山被评为“中国果菜无公害十强县”，成为重庆市唯一获此殊荣的区县。

2011年5月，在重庆市管领导班子和领导干部2010年度考核中，璧山领导班子获得市先进领导集体称号，县委书记范明文、县长吴道藩被评为优秀等次。

2011年8月，璧山荣获“2010年度重庆工业进步奖区县”称号，也是重庆市所有区县中唯一获此殊荣的区县。

2014年1月，璧山区顺利通过2013年全国县（市）科技进步考核，荣获“2013年度全国科技进步先进县（市）”称号。

2014年5月2日，重庆市撤销璧山县，设立重庆市璧山区，以原璧山县的行政区域为璧山区的行政区域

2014年7月15日，璧山区正式挂牌运行。

2016年12月，璧山区被列为第三批国家新型城镇化综合试点地区，第一批国家农业可持续发展试验示范区。2018年3月，璧山区成功创建“国家卫生区”。

2019年11月，入选第二批节水型社会建设达标县（区）。

2019年12月6日，入选2019年全国百强区.

2020年3月，获得全国村庄清洁行动先进县称号，被中央农办、农业农村部予以通报表扬。