1900年，地方绅商为抵制租界扩张，自辟华界商埠，设闸北工程总局。1911年，设闸北自治公所。1912年，建闸北市，设闸北市政厅。1928年，始建行政区，称闸北区，属上海特别市(后改名上海市)。上海沦陷期间，日伪改闸北区为沪北区。1945年，抗战胜利后改为第十四、十五行政区。1947年，两区分别改称闸北区和北站区。

1956年，两区合并称闸北区。1958年11月，撤销北郊区，中山北路至场中路地区划入区境。1962年，虹口区罗浮路至宝山路之间地区划入区境。1982年，宝山县场中路至汾西路之间地区划入区境。1984年，从宝山县划入部分地区，区境北界扩至北长浜。

1992年9月，宝山区彭浦乡塘南村、龙潭村划入区境。1997年9月，从宝山区划入部分地区，区境北界扩至共和新路以西，共康路南侧高压走廊线、共康路。1999年5月，恒丰路立交桥西沿部分地区划入普陀区，遂成现状。2007年，区辖天目西路、北站、宝山路、芷江西路、共和新路、大宁路、彭浦新村、临汾路8个街道和彭浦镇。有居民委员会204个。