據考古，5000多年前定海已有人類繁衍生息。春秋時稱甬東，屬越。唐開元二十六年（738）始建翁山縣。大歷六年（771）廢縣治（一說廣德元年），屬鄮縣。宋熙寧六年（1073）建昌國縣，隸明州。元至元十五年（1278）升昌國縣為州。明洪武二年（1369）降州為縣，隸明州。二十年（1387）廢昌國縣。清康熙二十七年（1688）置定海縣，隸寧波府。道光二十一年（1841）四月，定海縣升為直隸廳，隸寧紹臺道。宣統三年（1911）九月，定海光復，廢直隸廳復定海縣，直屬浙江軍政府。民國三十八年（1949）八月，析定海縣為定海、滃州兩縣。

1950年5月17日，定海解放，廢滃州縣，并入定海縣，隸寧波專區。1952年7月，定海縣升為特等縣。1953年6月10日，析定海縣為定海、普陀、岱山三縣，劃入嵊泗縣，成立舟山專區，基本確定現定海區境域。1958年10月，撤舟山專區，定海、普陀、岱山、嵊泗4縣合并建舟山縣，復屬寧波專區。1962年4月，撤舟山縣，恢復舟山專區，轄定海、普陀、岱山、嵊泗、大衢5縣。1967年3月，舟山專區改稱舟山地區。1978年9月，成立舟山地區行政公署，縣隨屬之。1987年1月，舟山撤地建市，改定海縣為定海區，區政府駐解放西路106號，2006年遷至昌國路61號。

1994年7月，市委、市政府決定調整市與定海區黨政機關管理體制。區委辦公室、區政府辦公室等44個部門和群眾團體，與市級機關對口部門和群眾團體合署辦公。1995年9月，部署市與定海區黨政管理體制完善工作，區委、區政府部分恢復實體運轉。2001年8月，再次調整管理體制，市、區機關、團體重新分開辦公。