区境为古蜀国地。自秦惠文王更元九年(前316年)秦灭蜀置成都县起,至1990年,已有2300多年的历史。其隶属关系及行政区划变动频繁。现辖区域,主要为原成都县的大部分地区,成都市第四区的绝大部分地区,龙潭、万年两区的绝大部分地区。
民国元年(1912年)成都县隶属西川道。民国24年四川省行政区划调整后,成都县隶属第一行政督导区。
1949年12月27日成都解放后,成都县(驻地金牛坝)隶属川西人民行政公署。
1952年,成都市第四区隶属成都市。区政府驻龙潭寺镇。
1953年5月,建立成都市龙潭区、万年区,隶属成都市。龙潭区政府驻李家巷,万年区政府驻青羊正街。
1955年2月,龙潭、万年两区合并建立成都市郊区,隶属成都市。郊区政府驻李家巷,1958年迁茶店子。
1960年7月,由成都市郊区更名为成都市金牛区(因区内有著名的金牛坝而得名),隶属成都市,直至1990年成都市区划调整。区政府驻茶店子。
现今的金牛区辖原金牛区金牛、营门口、洞子曰、天回四个乡,茶店子、抚琴、白果林、土桥、天回镇、洞子口6个街道办事处,原西城区火车站、肖家村、解放路、驷马桥、曹家巷、人民北路、西南交通大学小区、四川工业学院、乡农市、北巷子、青羊北路、西安路12个街道办事处。