历史上，偃师从设县开始，时而与缑氏两县并置，时而省缑氏置偃师，时而省偃师置缑氏，降县分境，境域多变。
明弘治十七年（1504），偃师县下设11保，以保统里，里下设甲，城中设坊。万历二年（1574），将原11保统辖的34个里合并为24个里。
清顺治二年（1645），因战乱、灾荒、病疫，百姓大量死亡、迁徙，县境存人稀少，故废保并里，以县统里。计有仁德里（辖县城东西附近）、义德里（辖北邙）、礼德里（辖夹河）、智德里（辖县西南）、信德里（辖县东南）。5里所辖村镇有：孙家湾、石家庄、新寨、旧寨、义井铺、杨村、滹沱、府店、口孜、申阳、牙庄、寺庄、韩庄、顾县、佛滩头、周家庄、喂羊庄、桑园头、圪垱头、陶花店、缑氏、大屯、高龙、丁湖店、水磨头、官庄、大口、蒋村、经周、南坞、肖村、窑头、大槐树、石硖、杏园庄、杜楼、香峪、沟口头、石桥、保驾庄、游殿、参驾店。
乾隆五十年（1785），逐步废除“里甲制”。县以下仍设仁、义、礼、智、信5里，以统属村镇，共328村。
清末，废5里，设15个区。一区驻地魏窑，二区驻地牙庄，三区驻地营防口，四区驻地柏谷坞，五区驻地南蔡庄，六区驻地东蔡庄，七区驻地喂羊庄，八区驻地尚庄寺，九区驻地段湾，十区驻地大屯，十一区驻地汤王庙，十二区驻地大口，十三区驻地缑氏，十四区驻地夏后寺，十五区驻地府店。
民国21年（1932），推行各户互相监视和互相告发的连坐法及各项强迫劳役办法，采用以保甲制度为基础的行政机构。保甲编制，以户为单位，设户长；10户为甲，设甲长；10甲为保，设保长。凡编成5保以上者，设保长联合办公室，即联保。将原有15个区合并为7个区，城内设中山镇。乡（镇）之划分以10保为原则，不少于6保，不多于15保。全县大小村423个，乡134个。第一区公所驻地蔺窑，辖光明、同济2镇，21乡37村；第二区公所驻地大冢头，辖文博、石桥、阿衡、保定4镇，22乡54村；第三区公所驻地宫底，辖顾县、营防口、缑氏3镇，20乡54村；第四区公所驻地尚庄寺，辖喂羊庄、襄济2镇，18乡48村；第五区公所驻地大屯，辖段湾、高龙2镇，17乡57村；第六区公所驻地浮山，辖大口、浮阳2镇，15乡76村；第七区公所驻地缑山升仙观，辖府店、扒头、半坡、管茅、万安、轘轅6镇，21乡97村。
民国30年（1941）秋，废除区、联保处，县下设乡（镇）、保、甲三级行政机构。新置首阳（驻地槐庙）、中山（驻地老城）、义井（驻地大冢头）、伊水（驻地营防口）、洛南（驻地仝庄）、德高（驻地高龙）、景阳（驻地缑氏）、浮山（驻地大口）、缑山（驻地府店）9个乡。
民国33年—34年（1944—1945），日军占领偃师期间，豫西抗日先遣支队在南坡一带建立偃师县抗日民主政府，开辟了景阳、缑山、浮山、德高、偃洛、洛南、伊水7个区。
民国34年（1945）9月，县抗日民主政府和各区干部随豫西先遣支队南下，其所辖政区仍依旧置。民国35年（1946）末，9个乡区辖156保1971甲。
民国37年（1948）4月，偃师县民主政府成立。县下设区、行政村、闾三级行政机构。区设区人民政府，村设村人民政府，闾有闾长。当时仅划分三个区，区政府驻地：一区老城，二区牛庄，三区南蔡庄。5月增建6个区，区政府驻地：四区缑氏，五区府店，六区大口，七区扒头，八区高龙，九区喂羊庄。是年9月20日，全县划分6个区，并废村置乡。
1953年，县下划分8个区。区政府驻地：一区魏窑，二区槐庙，三区南蔡庄，四区段湾，五区缑氏，六区大口，七区扒头，八区府店。
1955年11月7日，国务院决定撤销洛阳县，原属洛阳县的八区(区署在李村)、九区(区署在寇店)两个整区和六区翟镇、罗洼以西的10个乡，十区诸葛、刘井以东的7个乡，三区的韩旗、寺里碑、龙虎滩等，共51个乡194个自然村，共计287.06平方公里区域划属偃师县。偃师重新调整区划，设11个区，共辖166个乡。
1956年1月撤区并乡，全县设11个工作组，辖19个中心乡，中心乡共辖75个小乡。经省政府批准，将偃师县的唐窑村划属登封县；石家庄、桑沟两村划属巩县；巩县的张窑村划属偃师县。是年底，将11个工作组并为7个工作组，75个小乡合并为36个大乡。
1957年3月取消工作组，将36个乡并为孙家湾、槐庙、南蔡庄、佛滩头、佃庄、顾县、诸葛、李村、寇店、大口、缑氏、府店、牛窑13个大乡，是年又将13个大乡合并为老城、南蔡庄、翟镇、缑氏、府店、大口、李村等7个大乡。
1958年8月，废乡设人民公社，公社辖170个生产大队。
1961年，县下分区、人民公社和生产大队三级行政机构。全县分8个区，辖49个人民公社和1个镇（槐庙镇）。是年又调整社级机构为36个人民公社，辖275个生产大队。
1962年废区并社，合并后的人民公社有：山化、城关、南蔡庄、佃庄、翟镇、岳滩、顾县、缑氏、府店、佛光、大口、寇店、李村和诸葛。
1963年，唐窑村由登封县划归偃师县。
1966年7月，增置高龙人民公社，辖原大口公社的高龙、郜寨、姬家桥、石牛、辛村、高崖、赵寨、半个寨、五岔沟、逯寨、陶化店、铺刘、左村、大屯、郭屯和谢村，共16个生产大队。
1968年，石家庄村由巩县划归偃师县山化公社管理。
1969年增置邙岭公社。辖原南蔡庄公社的刘坡、赵坡、丁门口、西蔡庄、东蔡庄、兰庄、省庄、杨庄及城关公社的牛庄、周家山、吉家沟、申阳、古路沟，共13个生产大队。
1981年1月，置城关镇。辖县城区及槐庙、新城、新新3个生产大队。
1983年11月，改革人民公社体制，在原区划的基础上废社、生产大队，设乡（镇）、村民委员会，改生产大队所辖的生产小队为村民组。1985年，偃师县辖16个乡、1个镇、324个村民委员会、758个自然村。
1988年12月，城关镇和城关乡合并为城关镇。寇店乡划分为寇店乡和庞村乡。
1993年12月，顾县乡、诸葛乡撤乡设镇，南蔡庄乡改为首阳山镇。1994年12月，府店乡、缑氏乡、高龙乡、翟镇乡、庞村乡、李村乡撤乡设镇。1996年7月寇店乡撤乡设镇。是年10月，岳滩乡撤乡设镇。1997年12月，佃庄乡撤乡设镇。
2000年底，偃师市的总面积为948.43平方公里，辖14个镇、3个乡、332个行政村、800个自然村。
2005年10月29日，根据全省乡镇机构改革精神，撤销佛光乡，其行政区域划归府店镇管辖。
2006年3月30日，偃师市工业区管委会成立。城关镇石硖、杏园、赫田寨、前杜楼、后杜楼5个行政村划归工业园区管委会托管，在行政区划上仍属城关镇。
2009年至2010年，诸葛镇、李村镇、庞村镇、寇店镇、佃庄镇先后划归洛阳市伊洛工业园区，后改为洛阳市伊滨区。
2011年12月，山化乡撤乡建镇。
2012年1月，撤销城关镇和首阳山镇，设立商城、工业区和首阳山3个街道。
2013年6月，商城、工业区2个街道办事处撤销，改设3个街道，自西向东依次为商城、槐新、伊洛街道办事处。是年7月，大口乡、邙岭乡撤乡建镇。
2021年3月12日，撤销县级偃师市，设立洛阳市偃师区，以原偃师市的行政区域为偃师区的行政区域。
2021年底，偃师区总面积为668.58平方公里，下辖9个镇、4个街道、204个行政村、38个社区。
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