三元始屬沙縣地域，明成化年間(1465-1478)為沙縣二十二都的一個(gè)村莊，明代中葉才辟墟設(shè)鎮(zhèn)。
1939年1月4日，成立三元特種區(qū)署（為二等區(qū)署），直屬福建省政府。
2月1日正式對(duì)外辦公。
1940年設(shè)置三元縣，屬第二行政督察區(qū)。
1947年始，三元縣屬第六行政督察區(qū)。
1956年7月，三元、明溪兩縣合并設(shè)置三明縣。
1959年2月，三明縣與福建省三明重工業(yè)建設(shè)委員會(huì)合并，設(shè)三明人民公社籌備委員會(huì)(地級(jí))。
1960年1月，原三元縣區(qū)域設(shè)立省轄三明市（地級(jí)），三明縣（原明溪縣域）劃歸三明市管轄。
1970年，三明專(zhuān)區(qū)改稱(chēng)三明地區(qū)，三明市屬三明地區(qū)。
1983年5月，三明地區(qū)撤銷(xiāo)，地轄三明市改設(shè)為省轄三明市，為三明市轄三元區(qū)。
2021年2月撤銷(xiāo)梅列區(qū)、三元區(qū)，成立新的三明市三元區(qū)。