戰(zhàn)國屬燕遼東郡（治襄平，今遼陽市）轄地。
西漢屬遼東郡沓氏縣。
三國魏改沓氏縣為東沓縣。
西晉屬遼東郡（國）的北豐縣（今瓦房店市）。
東晉先后為前燕、前秦、后燕屬地，歸平州遼東郡管轄。
唐總章元年（668年）以后，屬安東都護府積利州（今瓦房店市境內(nèi)）轄地。
遼屬蘇州（金州）來蘇縣管轄。
金代屬東京路遼陽府復(fù)州化成縣。
金貞祐四年（1216年），升化成縣為金州。
區(qū)境屬金州轄地。
元屬金復(fù)州萬戶府。
明屬金州衛(wèi)。
清先后為寧海縣、金州廳旅安社管轄。
中日甲午戰(zhàn)爭后，清政府于光緒二十四年（1898年）被迫與沙俄簽訂《旅大租地條約》、《續(xù)訂旅大租地條約》，旅大淪為沙俄殖民地。
沙俄當(dāng)局置關(guān)東省。
當(dāng)時，小平島、岔溝、營城子屬旅順行政區(qū)；革鎮(zhèn)堡、辛寨子、柳樹屯、臭水子一帶屬金州行政區(qū)。
光緒三十一年（1905年），日俄戰(zhàn)爭后，日本取代沙俄占領(lǐng)旅大，改關(guān)東省為關(guān)東州。
今甘井子區(qū)域分屬關(guān)東廳（關(guān)東州廳）下屬的大連、旅順及金州民政署。
中華民國民國二十六年（1937年），海貓屯會、周水子會改為區(qū)，劃入大連市役所。
小平島會、欒家屯會、岔溝會、革鎮(zhèn)堡會、周水子會的一部分劃歸旅順民政署；南關(guān)嶺會、大連灣會及海貓屯會的一部分劃歸金州民政署。
民國三十三年（1944年）冬，原旅順民政署所轄營城子會、小平島會、欒家屯會、岔溝會、革鎮(zhèn)堡會和金州民政署所轄的南關(guān)嶺會、大連灣會改為區(qū)建置，劃歸大連市役所管轄。
民國三十四年（1945年）8月22日，大連解放。
民國三十四年（1945年）11月8日，大連市人民政府成立。
民國三十四年（1945年）12月，大連縣人民政府成立。
這是境內(nèi)首次設(shè)置的縣級政權(quán)。
大連縣轄甘井子、南關(guān)嶺、革鎮(zhèn)堡、西山、營城子、岔溝、大山、小平島等8個區(qū)。
民國三十五年（1946年）5月，大山區(qū)并入小平島區(qū)，大連縣改轄7個區(qū)。
各區(qū)置區(qū)公所。
中華人民共和國1949年12月18日，區(qū)公所改稱區(qū)人民政府。
1950年12月，大連縣撤銷，原轄區(qū)除西山區(qū)并入沙河口區(qū)外，設(shè)甘井子、營城子、小平島3個市轄區(qū)，隸屬旅大市人民政府。
1955年4月，區(qū)人民政府改稱區(qū)人民委員會。
1956年8月，小平島區(qū)與營城子合并，置大辛寨子區(qū)，隸屬旅大市人民委員會。
1959年8月，撤銷大辛寨子區(qū)，轄區(qū)分別劃歸沙河口區(qū)、甘井子區(qū)和旅順市。
1960年4月，甘井子區(qū)人民委員會改稱甘井子區(qū)人民公社。
1961年6月，恢復(fù)甘井子區(qū)人民委員會稱謂。
1968年5月，甘井子區(qū)人民委員會改稱甘井子區(qū)革命委員會。
1980年8月，恢復(fù)甘井子區(qū)人民政府稱謂。
1984年1月，金縣大連灣鄉(xiāng)劃歸甘井子區(qū)。
2008年12月1日，凌水街道（劉家村除外）的社會事務(wù)劃歸大連高新區(qū)管理。