明洪武三十一年（1398年）取“威震海疆”之意，析文登縣辛汪都三里立威海衛(wèi)，派兵駐屯防倭，領(lǐng)左、前、后三所。清雍正十三年（1735年）裁撤威海衛(wèi)，歸并文登縣，衛(wèi)所劃為文登縣辛汪都三里轄屬。清光緒二十四年（1898年）威海衛(wèi)和劉公島被英國強(qiáng)行租占。1930年，國民政府收回威海衛(wèi)后，設(shè)立威海衛(wèi)管理公署，隸屬國民政府行政院。
1945年8月16日，奉山東省政府命令，設(shè)立威海衛(wèi)市（地專級），由膠東行政公署管轄。1948年3月改為縣級市，歸東海專區(qū)管轄。1950年3月，實行城鄉(xiāng)分治，原屬威海衛(wèi)市的港西區(qū)、橋頭區(qū)、草廟子區(qū)、崮山區(qū)、鳳林區(qū)、羊亭區(qū)和里口山區(qū)的南半部分別劃歸榮成、文登、昆崳等縣。1950年5月9日，經(jīng)政務(wù)院批準(zhǔn)撤市，設(shè)立威海縣，隸屬文登專區(qū)。1951年3月28日，山東省人民政府根據(jù)華東軍政委員會指示撤縣，復(fù)設(shè)威海市。
1954年10月威海市改為省轄市，受山東省政府領(lǐng)導(dǎo)，并接受文登專區(qū)督導(dǎo)。1956年，劃歸萊陽專區(qū)。1958年12月，威海市改為專區(qū)轄市，隸屬煙臺專區(qū)（后更名為煙臺地區(qū)）。1983年11月1日，威海市改為省轄市，由煙臺市代管。1987年6月15日，國務(wù)院批準(zhǔn)威海市升為地級市后，以原縣級市的行政區(qū)域設(shè)立環(huán)翠區(qū)，以境內(nèi)名勝環(huán)翠樓命名。
1956年6月和9月，先后將文登縣的羊亭、港頭、北觀、里口、雙島、皂河（張家皂）、萊海、鳳林、天東、楊家灘、長峰、河北、望島、老集、皂埠、海埠、衛(wèi)家、崮山和竹園、宋家洼20個鄉(xiāng)劃歸威海市。
1958年7月，文登縣小城鄉(xiāng)和溫泉鄉(xiāng)的部分村莊劃入威海市；10月，文登縣的石嶺、草廟子、溫泉3個公社和榮成縣的橋頭、泊于家2個公社劃歸威海市。1965年6月，威海市的草廟子、蔄山、石嶺3個公社劃歸文登縣，橋頭、泊于家、臥龍3個公社劃歸榮成縣。
？年，環(huán)翠區(qū)轄鯨園、環(huán)翠樓、竹島3個街道，孫家疃、張村、羊亭、溫泉、草廟子、橋頭6個鎮(zhèn)，71個居委會，190個行政村，199個自然村。面積415.1平方千米，人口32.1萬人，其中非農(nóng)業(yè)人口23.79萬人。
1992年12月24日，魯政函民字[1992]60號文批準(zhǔn)撤鎮(zhèn)，設(shè)立蒿泊街道。1992年12月28日（一說1月16日），將環(huán)翠區(qū)田村鎮(zhèn)的畢家疃、東澇臺、西澇臺、后峰西4個村劃歸威海火炬高新技術(shù)開發(fā)區(qū)。1993年1月18日，威政發(fā)[1993]3號文批準(zhǔn)，蒿泊街道由環(huán)翠區(qū)劃歸經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理。1994年6月23日，將文登市初村、草廟子鎮(zhèn)和榮成市橋頭、泊于鎮(zhèn)等4鎮(zhèn)整建制劃歸威海市環(huán)翠區(qū)。
1996年8月12日，撤銷田村鎮(zhèn)，以原田村鎮(zhèn)的行政區(qū)域范圍設(shè)立田村街道辦事處，田村街道辦事處機(jī)關(guān)駐原田村鎮(zhèn)人民政府駐地（魯政函民字[1996]38號）；同月田村街道辦事處成建制劃歸高區(qū)，劉公島街道辦事處劃歸市政府直接管轄。2000年6月30日，威政字[2000]24號文批準(zhǔn)，撤銷蒿泊街道，設(shè)立皇冠、鳳林、西苑3個街道。
2000年第五次人口普查，環(huán)翠區(qū)常住總?cè)丝?09219人，其中：環(huán)翠樓街道46883人，鯨園街道58233人，竹島街道68456人，高區(qū)街道40888人，田村街道107242人，皇冠街道38884人，風(fēng)林街道16609人，西苑街道18073人，張村鎮(zhèn)22693人，羊亭鎮(zhèn)30061人，溫泉鎮(zhèn)23959人，崮山鎮(zhèn)19326人，孫家疃鎮(zhèn)19203人，泊于鎮(zhèn)24639人，橋頭鎮(zhèn)32231人，草廟子鎮(zhèn)20617人，初村鎮(zhèn)21222人。
2001年2月6日，威政發(fā)[2001]5號文批準(zhǔn)：將威海火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)街道更名為怡園街道；撤銷田村街道，設(shè)立田和、臥龍、萬欣3個街道。2003年5月12日，初村鎮(zhèn)劃歸高區(qū)，崮山鎮(zhèn)、泊于鎮(zhèn)劃歸經(jīng)區(qū)。至此，環(huán)翠區(qū)轄10個街道、9個鎮(zhèn)：環(huán)翠樓街道、鯨園街道、竹島街道、怡園街道、臥龍街道、萬欣街道、田和街道、皇冠街道、鳳林街道、西苑街道、張村鎮(zhèn)、羊亭鎮(zhèn)、溫泉鎮(zhèn)、崮山鎮(zhèn)、孫家疃鎮(zhèn)、泊于鎮(zhèn)、橋頭鎮(zhèn)、草廟子鎮(zhèn)、初村鎮(zhèn)。其中：田和、萬欣、臥龍、怡園4個街道以及初村鎮(zhèn)實際由威海火炬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理；鳳林、西苑、皇冠3個街道以及崮山、泊于2個鎮(zhèn)實際由威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理。
2004年末，環(huán)翠區(qū)轄3個街道（環(huán)翠樓、竹島、鯨園）、6個鎮(zhèn)（張村、羊亭、溫泉、孫家疃、草廟子、橋頭），共有59個居委會、190個村委會；高技區(qū)轄4個街道（田和、萬欣、臥龍、怡園）、1個鎮(zhèn)（初村），共有19個居委會、49個村委會；經(jīng)技區(qū)轄3個街道（鳳林、西苑、皇冠）、2個鎮(zhèn)（崮山、泊于），共有2個居委會、94個村委會。威海市區(qū)戶籍人口171526戶、589154人，其中非農(nóng)業(yè)人口442403人：環(huán)翠區(qū)戶籍人口90818戶、324118人，其中非農(nóng)業(yè)人口244295人；高技區(qū)戶籍人口47393戶、161139人，其中非農(nóng)業(yè)人口137882人；經(jīng)技區(qū)戶籍人口33315戶、103897人，其中非農(nóng)業(yè)人口60226人。
2005年5月27日，經(jīng)威海市政府批準(zhǔn)，臥龍街道并入怡園街道，萬欣街道并入田和街道。2008年4月21日，草廟子鎮(zhèn)劃歸威海市工業(yè)新區(qū)管理。至此，環(huán)翠區(qū)轄8個街道、9個鎮(zhèn)：環(huán)翠樓街道、鯨園街道、竹島街道、怡園街道、田和街道、皇冠街道、鳳林街道、西苑街道、張村鎮(zhèn)、羊亭鎮(zhèn)、溫泉鎮(zhèn)、崮山鎮(zhèn)、孫家疃鎮(zhèn)、泊于鎮(zhèn)、橋頭鎮(zhèn)、草廟子鎮(zhèn)、初村鎮(zhèn)。其中：田和、怡園2個街道以及初村鎮(zhèn)實際由威海火炬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理；鳳林、西苑、皇冠3個街道以及崮山、泊于2個鎮(zhèn)實際由威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理；草廟子鎮(zhèn)實際由威海市工業(yè)新區(qū)管理。區(qū)政府駐環(huán)翠樓街道。
2010年第六次人口普查，環(huán)翠區(qū)常住總?cè)丝?44310人，其中：環(huán)翠樓街道45998人，鯨園街道61815人，竹島街道88015人，怡園街道142496人，田和街道92597人，皇冠街道65887人，鳳林街道51857人，西苑街道25187人，張村鎮(zhèn)58617人，羊亭鎮(zhèn)31118人，溫泉鎮(zhèn)33486人，崮山鎮(zhèn)24834人，孫家疃鎮(zhèn)16495人，泊于鎮(zhèn)22017人，橋頭鎮(zhèn)28345人，草廟子鎮(zhèn)21158人，初村鎮(zhèn)34388人。
2012年9月，威海市對全市經(jīng)濟(jì)區(qū)劃進(jìn)行調(diào)整：將環(huán)翠區(qū)橋頭鎮(zhèn)整體劃歸經(jīng)區(qū)，羊亭鎮(zhèn)的北郊、店上、海莊、臥龍和敖上5個村以及張村鎮(zhèn)的前雙島和西山2個村劃歸高區(qū)；將經(jīng)區(qū)環(huán)山路以西19個村（居），即皇冠街道的夏家疃、北葛拉、宅庫、張家疃、河北5個社區(qū)，西苑街道的范家埠、高家莊、谷家洼、徐家疃、岳家莊、牛角溝、閻家莊、竹園、南葛拉9個村（居），以及鳳林街道的西山口、北七夼、五家疃、臺下、西莊5個村（居）劃歸環(huán)翠區(qū)。2012年末，環(huán)翠區(qū)實際管轄張村、羊亭、溫泉、孫家疃4個鎮(zhèn)，竹島、鯨園、環(huán)翠樓、嵩山（籌建）4個街道，共有110個居民、81個行政村。總面積276平方千米，海岸線長88千米，總?cè)丝?0.4萬人（2013年前后）。
2013年，撤銷孫家疃鎮(zhèn)，設(shè)立孫家疃街道（魯政函民字[2013]38號）。2014年1月25日，《國務(wù)院關(guān)于同意山東省調(diào)整威海市部分行政區(qū)劃的批復(fù)》（國函[2014]13號）同意將原文登市的汪疃鎮(zhèn)、苘山鎮(zhèn)劃歸威海市環(huán)翠區(qū)管轄。【本站注：苘山鎮(zhèn)應(yīng)是蔄山鎮(zhèn)，因為“蔄[màn]”為生僻字，在一些場合下用“苘”（正音為qǐng）代替】
全區(qū)轄10個街道、10個鎮(zhèn)：環(huán)翠樓街道、鯨園街道、竹島街道、怡園街道、田和街道、皇冠街道、鳳林街道、西苑街道、孫家疃街道、嵩山街道（籌建）、張村鎮(zhèn)、羊亭鎮(zhèn)、溫泉鎮(zhèn)、崮山鎮(zhèn)、泊于鎮(zhèn)、橋頭鎮(zhèn)、草廟子鎮(zhèn)、初村鎮(zhèn)、汪疃鎮(zhèn)、蔄山鎮(zhèn)。其中：田和、怡園2個街道以及初村鎮(zhèn)實際由威海火炬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理；鳳林、西苑、皇冠3個街道以及崮山、泊于、橋頭3個鎮(zhèn)實際由威海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理；草廟子、汪疃、蔄山3鎮(zhèn)實際由威海臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理。