美溪林區(qū)，可追溯到唐朝，屬北海道黑水都督府，為黑水靺赫黑水部活動(dòng)區(qū)。
遼、北宋時(shí)屬東京道鐵驪王府，為女真鄔畏于厥部活動(dòng)區(qū)。
金、南宋時(shí)屬東京蒲與路屯河猛安。
元代屬遼陽行省水達(dá)達(dá)路桃溫萬戶府。
明代屬奴爾干都司屯河衛(wèi)轄區(qū)。
清代屬興東道。
1928年國民政府廢道，當(dāng)時(shí)在伊春河一帶擬設(shè)伊春廳，美溪林區(qū)正置伊春廳所轄之內(nèi)，偽滿時(shí)隸屬三江省湯原縣。
抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利后屬合江省湯原縣。
1947年隸屬于湯原縣管轄，名為集賢村。
1948年建立美溪村，隸屬于湯原縣第五區(qū)（南岔）管轄。
1952年劃歸伊春縣管轄。
1953年，設(shè)置美溪鎮(zhèn)，隸屬第一區(qū)。
1955年10月，撤銷美溪鎮(zhèn)設(shè)置美溪區(qū)，隸屬伊春縣。
1956年復(fù)設(shè)美溪鎮(zhèn)。
1957年設(shè)立伊春市美溪區(qū)。
1958年改為美溪人民公社。
1964年設(shè)立美溪區(qū)，隸屬伊春特區(qū)。
1967年隸屬伊春市。
1970年隸屬伊春地區(qū)。
1979年12月，隸屬伊春市。
2019年6月29日，撤銷伊春市美溪區(qū)。
2019年10月24日成立美溪鎮(zhèn)，隸屬伊美區(qū)。