西漢時(shí)隸屬禹城。西晉屬濟(jì)南郡。北宋為濟(jì)南府。1927年成立濟(jì)南市，1955年9月設(shè)天橋區(qū)。因轄區(qū)內(nèi)橫跨膠濟(jì)、津浦兩鐵路的天橋而得名。
本轄區(qū)域，西周時(shí)期屬譚國(guó)。周莊五十三年（前684年）屬齊國(guó)濼邑。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期改稱歷下邑。秦統(tǒng)一中國(guó)后，屬濟(jì)北郡歷下邑。西漢景帝四年（前153年）屬新設(shè)置的歷城縣。三國(guó)時(shí)，歷城縣屬魏國(guó)青州安平郡，后屬濟(jì)南國(guó)。西晉時(shí)，屬青州濟(jì)南郡。十六國(guó)后燕時(shí)，屬齊州濟(jì)南郡。劉宋時(shí)，屬青州濟(jì)南郡。北魏高齊時(shí)，屬齊州濟(jì)南郡。隋屬齊州、齊郡。唐代先后屬齊州河南道臨淄郡、濟(jì)南郡。五代后梁時(shí)，歷城縣曾一度改稱歷山縣。至后唐復(fù)稱歷城縣，屬濟(jì)南道齊州。北宋時(shí)，屬京東東路齊州，后升為濟(jì)南府。元代，屬中書省直轄的濟(jì)南路總管府。明清時(shí)期，屬山東省（1368年置）濟(jì)南府。本轄區(qū)自東至西為歷城縣鵲華一里到鵲華八里和仙臺(tái)一里，轄88個(gè)村莊，98條街巷。民國(guó)初期沿用清制。1913年山東省廢府改道，歷城縣屬山東省岱北道，1914年改稱濟(jì)南道。1927年山東省廢除道制，歷城縣隸屬山東省。自西漢時(shí)期至1929年濟(jì)南設(shè)市前，今天橋區(qū)境均屬歷城縣轄領(lǐng)。
1929年7月1日成立濟(jì)南市，今轄區(qū)由歷城縣析出劃歸濟(jì)南市，歷城縣仍屬山東省。1930年濟(jì)南市劃分為10個(gè)區(qū)，本區(qū)境域?qū)俚谒摹⑽濉⒘恕⒕拧⑹畢^(qū)分轄。日本侵占時(shí)期，濟(jì)南劃分為11個(gè)區(qū)，本地區(qū)分屬東鄉(xiāng)區(qū)、北鄉(xiāng)區(qū)、西南鄉(xiāng)區(qū)、西鄉(xiāng)區(qū)、中鄉(xiāng)區(qū)等區(qū)管轄。1945年日本投降后，濟(jì)南市設(shè)防11個(gè)區(qū)，本區(qū)域?qū)俚诎恕⑹弧⑺摹⑽鍏^(qū)分轄。
1948年9月24日濟(jì)南解放后，第八、第十一兩個(gè)區(qū)政府機(jī)關(guān)駐天橋地區(qū)大楊莊和天橋東街36號(hào)。1950年月12月，濟(jì)南市劃分為6個(gè)市區(qū)、5個(gè)郊區(qū)、2個(gè)直屬鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）。本區(qū)分屬第三區(qū)、第四區(qū)、郊一區(qū)、郊二區(qū)、郊三區(qū)、郊四區(qū)和濼口鎮(zhèn)轄領(lǐng)。其中第四區(qū)人民政府機(jī)關(guān)駐天橋東街36號(hào)，郊一區(qū)人民政府機(jī)關(guān)駐黃臺(tái)板橋，效二區(qū)人民政府機(jī)關(guān)駐鳳凰山村，濼口鎮(zhèn)駐濼口。
1955年9月8日，第四區(qū)更名為天橋區(qū)，隸屬于濟(jì)南市。1956年濼源區(qū)撤銷，部分地區(qū)劃歸天橋區(qū)。全區(qū)轄9個(gè)街道辦事處，14個(gè)鄉(xiāng)，1個(gè)鎮(zhèn)（濼口鎮(zhèn)）。1957年12月25日，濟(jì)南市郊區(qū)并入歷城縣，歷城縣劃歸濟(jì)南市，今天橋轄區(qū)分屬天橋區(qū)、歷城縣和齊河縣等。1960年6月18日，歷城縣北園人民公社劃歸天橋區(qū)轄領(lǐng)，翌年7月，北園人民公社復(fù)歸歷城縣領(lǐng)導(dǎo)。1974年，天橋區(qū)寶華街街道辦事處劃出7個(gè)居委會(huì)，成立堤口路街道辦事處。
1978年，歷城縣北園人民公社的堤口、畢家洼、官扎營(yíng)、北坦、黃屯5個(gè)大隊(duì)，分別劃歸天橋區(qū)堤口路、工人新村、官扎營(yíng)、北坦、寶華街街道辦事處。同年，歷城縣北園人民公社的東關(guān)、菜市2個(gè)大隊(duì)劃歸歷下區(qū)。1980年，濟(jì)南市復(fù)建郊區(qū)。歷城縣北園人民公社劃歸郊區(qū)。1981年工人新村街道辦事處劃為工人新村北村、工人新村南村2個(gè)街道辦事處。1983年，撤銷北園人民公社。原北園人民公社分為2個(gè)鎮(zhèn)，即北園鎮(zhèn)和濼口鎮(zhèn)。1984年，建立郊區(qū)北園辦事處，轄北園鎮(zhèn)、濼口鎮(zhèn)和藥山鄉(xiāng)。
1985年7月，天橋區(qū)堤口路街道辦事處劃出第一、二、三居委會(huì)，工人新村南村街道辦事處劃出第十居委會(huì)，寶華街街道辦事處劃出無影山居委會(huì)，官扎營(yíng)街道辦事處劃出第九居委會(huì)，組建了無影山街道辦事處。同年9月，郊區(qū)撤銷北園辦事處和所轄兩鎮(zhèn)一鄉(xiāng)建制，建立北園鎮(zhèn)。鎮(zhèn)下設(shè)北園、濼口、藥山、鵲山4個(gè)辦事處。天橋區(qū)轄制錦市、劉家莊、北坦、陳家樓、緯北路、天橋東街、堤口路、寶華街、官扎營(yíng)街、無影山、工人新村北村、工人新村南村12個(gè)街道辦事處，121個(gè)居委會(huì)。面積15平方千米。
1987年5月，濟(jì)南市撤銷郊區(qū)建制，原屬郊區(qū)的北園鎮(zhèn)劃歸天橋區(qū)。本區(qū)共轄工人新村北村、工人新村南村、無影山、堤口路、寶華街、官扎營(yíng)、陳家樓、天橋東街、緯北路、劉家莊、北坦、制錦市12個(gè)街道辦事處和北園鎮(zhèn)。
位于市區(qū)北部。1996年，面積73.3平方千米，人口37萬。轄1鎮(zhèn)12個(gè)街道。區(qū)政府駐堤口路53號(hào)。
1997年5月23日，設(shè)立濟(jì)南市天橋區(qū)藥山街道辦事處，將北園鎮(zhèn)的黃崗、北辛、王爐、盧家莊、安樂鎮(zhèn)、小魯、張莊、太平莊、丁莊、大魯莊、洋涓、東沙、大魏、新徐14個(gè)村劃歸藥山街道辦事處（魯政函民字[1997]24號(hào)）。1997年6月26日正式掛牌。
2000年1月4日，山東省人民政府（魯政字[2000]2號(hào)）批準(zhǔn)：將原屬歷城區(qū)的大橋鎮(zhèn)、桑梓店鎮(zhèn)、靳家鄉(xiāng)整建制劃歸天橋區(qū)管轄。1月16日，濟(jì)南市區(qū)劃調(diào)整工作會(huì)議交接儀式簽字后，實(shí)施管轄。（1）靳家鄉(xiāng)所屬村 下轄34個(gè)村委會(huì)，37個(gè)自然村：靳家、劉光照、張公店、祝家、丁屯、西營(yíng)子、東營(yíng)子、前吳寶店、后吳寶店、谷家、陳家、左家、高李（高家莊、高李莊）、范家、太平、蔣家、司家、邢家、姚店、杏園店、雙廟、小寨胡、張龍圖、谷廟、李家、楊家、平房朱、敬家（大敬莊、小敬莊）、高家、盧家、魏梁（魏莊、梁莊）、路店、徐家、焦家。（2）大橋鎮(zhèn)所屬村 下轄38個(gè)村委會(huì)，38個(gè)自然村：大王莊、趙家、大莊、西車、東車、南車、焦家集、小店、尹店、胡家、賈家、大吳、香王店、大劉家、小王、小張、韓家、高家、吉家、坡西、坡東、馬店、小劉、蓋家、毛家、倪家、甜水井、辛莊、馮塘、桃園、王家鎮(zhèn)、后市、齊家、八里、楊家、山后陳、大王廟、南范。（3）桑梓店鎮(zhèn)所屬村 下轄48個(gè)村委會(huì)，52個(gè)自然村：桑梓店、石門孫、小吳、后房、小辛、北王堂、高王、前房、大鄭、小鄭、小馬、耿家、周閻、安莊、康辛、草廟王、石廟、北董、三教堂（三教堂、門劉黨、李堂、樓房）、馮家堂、田家、小張、懷莊（懷莊、小韓莊）、沙李、三官廟、老寨、小寨、鄧營(yíng)、張王堂、姚呂莊、袁家、左莊、小呂、倉上、小屯、老屯、老匠丁莊、東秦、西秦、街后、彭家、大馬、南鄭、邱岸、朱河圈、丁口。
2000年第五次人口普查，天橋區(qū)總?cè)丝?70296人，其中：堤口路街道52849人，制錦市街道21251人，緯北路街道11523人，工人新村北村街道28986人，官扎營(yíng)街道15936人，劉家莊街道10778人，寶華街街道14228人，北坦街道17221人，工人新村南村街道28695人，陳家樓街道14536人，天橋東街街道13228人，無影山街道34936人，藥山街道20496人，北園鎮(zhèn)208124人，桑梓店鎮(zhèn)30642人，大橋鎮(zhèn) 23755人，靳家鄉(xiāng)23112人。
2001年5月25日，濟(jì)南市人民政府（濟(jì)政字[2001]37號(hào)）批準(zhǔn)：撤銷陳家樓街道辦事處、劉家莊街道辦事處，將其管轄范圍并入緯北路街道辦事處，辦事處機(jī)關(guān)駐原陳家樓街道辦事處。
2001年5月25日，山東省人民政府（魯政函民字[2001]76號(hào)）批準(zhǔn)下：撤銷靳家鄉(xiāng)，將其行政區(qū)域并入大橋鎮(zhèn)。撤銷北園鎮(zhèn)。以原北園鎮(zhèn)的行政區(qū)域設(shè)立北園街道辦事處和濼口街道辦事處。北園街道辦事處轄：邊莊村、楊莊村、聯(lián)四村、柳云村、黃臺(tái)村、板橋村、石橋村、獅子張村、水屯村、成大村、清河村11個(gè)行政村和黃橋、白鶴、標(biāo)山、柳行、沃家、鳳凰山6個(gè)居委會(huì)，辦事處機(jī)關(guān)駐清河路25號(hào)。濼口街道辦事處轄袁莊村、北閘子村、李莊村、新城村、北徐村、南徐村、梅花山村、月牙壩村、鵲山東村、鵲山南村、鵲山北村11個(gè)行政村和濼口、趙莊、金牛、田莊、崔廟、香磨李、林橋7個(gè)居委會(huì)。以上調(diào)整于6月4日正式實(shí)施。
2001年底，全區(qū)總面積249.1平方千米。總?cè)丝?7.66萬人。轄13個(gè)街道、2個(gè)鎮(zhèn)，244個(gè)行政村（居委會(huì)）。
2002年底，全區(qū)總面積249.1平方千米。共161298戶，總?cè)丝?75349人，其中非農(nóng)業(yè)人口396135人。少數(shù)民族16500人。轄13個(gè)街道、2個(gè)鎮(zhèn)。
2003年，官扎營(yíng)街道新設(shè)立第六居委會(huì)，北坦街道新設(shè)立第八居委會(huì)。2003年底，全區(qū)總面積249.05平方千米。共164108戶，總?cè)丝?85773人。轄13個(gè)街道、2個(gè)鎮(zhèn)，121個(gè)居委會(huì)、120個(gè)村委會(huì)。