據史料記載，靜海乃退海之地。3000多年前，尚屬澤鄉，後經自然變化，海河平原開始出現，逐漸成為陸地。“四不象” 等野生動物曾在這裏生息、繁衍。夏、商時期，先民開始在此狩獵飼養。夏代的易氏部落、商代的亳氏部落，就定居於此。《靜海縣誌》記載，東周時期，此地被稱為“長蘆”，先後歸屬於齊、燕、趙等。秦屬巨鹿郡。
春秋（前770年－前476年）時，屬齊國。
前663年（齊桓公二十三年），靜海壹帶被割讓給燕國。
戰國時，前312年（齊宣王八年），齊國伐燕，屬齊國；前284年（燕昭王二十八年），燕將樂毅伐齊，屬燕國；
前247年（趙孝成王十九年），趙國和燕國交換土地，靜海壹帶屬趙國。
前223年（秦始皇帝二十四年），屬秦朝鉅鹿郡上谷地。
前202年（漢高祖五年），在陳官屯鎮西釣臺村附近建“東平舒縣”治。東平舒縣大致包括後來的大城北部、靜海全境和天津市郊海河以南地區。
東平舒縣位於渤海西，束州東，滹池河北，泒水南，屬渤海郡管轄，人口約40000余人。這壹時期，該地區的自然環境、地理環境相對穩定，農業、商業及人口都得到了空前的發展，出現了繁榮的東平舒文化。
公元前47年（西漢元帝初元二年），“海水溢西南出，浸數百裏，九河之地為海水所漸”。海水吞沒了靜海地區，東平舒縣遷至後大城縣內，東平舒文化消失了。90年（東漢元和二年），屬河間國；219年（建安末年），屬章武郡；三國時（220年—280年），屬魏國冀州刺史部章武郡；265 年（西晉太始元年），屬章武國；東晉十六國（317年－420年）時，屬冀州章武郡；南北朝（420年—589年）時，屬瀛州章武郡；487年（北魏太和十壹年），東平舒縣去“東”字，稱“平舒縣”；直至晉隋以前，這裏仍為“渤海西南隅壹澤國”。
隋朝初期，海水逐漸退去，但仍為壹片沼澤。607年（隋朝大業三年），屬瀛州河間郡。唐朝（618年－907年），時，先屬河北道滄州；621年（武德四年），改屬景州。896年（唐乾寧三年），設置“乾寧軍”。五代十國（907年－960年）時，屬契丹國南京道析津府寧州。936年（五代後晉元年），石敬瑭割16州與契丹， 乾寧軍被割，改稱“寧州”。959年（後周顯德六年），柴世宗北伐，收復靜海，仍稱為乾寧軍，屬永安縣（後河北省青縣）管轄。柴世宗的北伐，奠定了宋遼以界河（海河、大清河）為界的基礎。
北宋（960年－1127年）時，先屬河北路滄州；982年（宋太平興國七年即遼乾亨四年），宋朝為防禦遼軍侵擾，沿界河設置窩子寨（後靜海鎮）、獨流東寨、獨流北寨、沙窩寨、當城寨、釣臺寨等軍事地點，歸清州管轄。1048年（宋慶歷八年），黃河改道，使界河水勢發生變化，設在這裏的寨、鋪逐漸失去了軍事防禦的作用，駐軍開始開荒屯田，並兼管民事訴訟。隨著移民的流入，壹些較大的寨、鋪逐漸演變成為農業自然經濟區，屬高陽關路滄州，由此，靜海地區進入了穩定發展的時期。宋紹熙年間（1190年壹1194年），靜海為金所轄，其時，已有主戶5623戶，客戶1192戶。
1108年（北宋大觀二年），置靖海縣，其意是渴求安定太平，治所渦口寨（即今靜海鎮）。1113年（北宋政和三年）並入乾寧縣（即今青縣）。
1193年（金明昌四年），復置靖海縣，屬河北東路清州。
1230年（元太宗二年），屬清寧府；後屬中書省河間路清州。
1265年（蒙古至元二年），並入會川（後河北省青縣），屬河間路管轄，仍名“靖海” 。其間連年戰亂、水患不絕，致使人口稀少、經濟衰敗。元朝後期，制鹽業迅速興起，靜海地區的經濟逐漸得以恢復。
1368年（明洪武元年），為避諱“ 靖難”以求安寧，改“靖”為“靜”，稱靜海區，屬河間府。1375年（洪武八年）改屬順天府（後北京）。1377年（洪武十年）改屬河間府青州。金（1115年－1234年）、元（1206年－1368年）兩代，靖海縣東南抵滹池故瀆，北至界河，東至西泥沽，西南隔鹽河與大城縣相望，西北傍澱池與霸州為鄰。
據《明史》和明嘉靖年間《河間府誌》載，明代，靜海區東西長220裏，南北寬120裏。其四至：東至渤海170裏，西至順天府文安縣界50裏，西南至青縣界60裏，北至順天府武清縣60裏。後來天津市區的大、小直沽，津南區的鹹水沽及東麗區軍糧城，當時均屬靜海區。明朝時靜海區分19裏：阜民、子牙、新興、歸德、政化、永豐、獨流、廣富、保和、常樂、呼家莊、曹家莊、賈家口、羊糞溝、德化、新口、稍直口、大直沽、秀麥。1523年（嘉靖二年），因災荒，人民逃散，並為10裏。清順治初年，因兵燹，人民逃亡，並為9裏。 清朝康熙年間（1662—1722），靜海區分四路壹巡檢。東路：東窯至楊家場，***77村；西路：谷家莊至高裏莊，***66村；南路：唐官屯至小新莊，***99村；北路：羊糞港至馮家莊，***71村；奉新驛兼銜巡檢，***69村。據清朝康熙年間《天津府誌》載，清初，靜海區東西長200裏，南北寬140裏。其四至：東至渤海160裏，西至大城縣界40裏，南至青縣界40裏，北至順天府武清縣界100裏。1725年（清雍正三年）屬天津州，1731年（雍正九年）改屬直隸省天津府。
1730年（雍正八年），據清朝乾隆年間《天津府誌》載，從縣內劃出15個村歸天津州。九年，撥滄州、靜海、武清三州縣的267個村莊歸天津縣。此後，靜海區面積縮小，東西廣200裏，南北袤100裏。其六至：東至渤海160裏，西至大城縣界40裏，南至青縣界40裏，北至武清縣界60裏，東南至滄州界75裏，東北至武清縣界75裏。清朝同治年間（1861—1875），靜海區分四路，轄48個地練、349個村。東路轄磚垛、雙窯、大泊、小韓莊、常流莊、管鋪頭、沈青莊、中旺、和順、曲河、尚碼頭、土河、大莊子、順民屯、縣東街等15個地練106個村。西路轄西五裏莊、花園、賈口、谷家莊、梁頭、東河頭、灘子頭、禪房、楊芬港、瓦子頭、子牙等11個地練71個村。南路轄縣南街、雙塘、長屯、陳官屯、高家莊、齊家莊、寨裏口、大郝莊、唐官屯、靳官屯、楊官屯、舊張屯等12個地練96個村。北路轄縣北街、白楊樹、蕭家樓、獨流、當城、良王莊、沙窩、木廠、琉璃城、青凝侯等10個地練78個村。 到鴉片戰爭前夕，靜海區的面貌已大為改善，人口激增，面積達1800平方公裏，耕地200萬畝，分東、西、南、北四路，轄348個行政村， 總戶數達46000戶，人口17萬多人。
清末民國初期，縣境縮小。民國《靜海縣誌》載：“南北極長處相距120裏，東西極寬處相距100裏，截長補短約方80余裏，計7000余方中裏。”其四至：東至天津縣界35裏，西至大城縣界25裏，南至青縣界40裏，北至武清縣界45裏。
1913年（民國二年），屬直隸省渤海觀察使；1914年（民國三年），屬津海道。
1923年（民國十二年），靜海區劃分6個區，轄356個村鎮。第壹區，區公所駐大侯莊，轄村莊50個；第二區，區公所駐中旺鎮，轄村鎮86個；第三區，區公所駐唐官屯鎮，轄村鎮83個；第四區，區公所駐瓦子頭鎮，轄村鎮52個；第五區，區公所駐獨流鎮，轄村鎮51個；總區，區公所駐靜海鎮，轄村鎮34個。
1928年（民國十七年），直屬河北省。1930年（民國十九年）5月，靜海區劃分6個區、281個編鄉、1720個閭、8561個鄰。第壹區，區公所駐靜海鎮，轄64個編鄉；第二區，區公所駐惠豐橋，轄78個編鄉；第三區，區公所駐唐官屯鎮，轄47個編鄉；第四區，區公所駐東子牙鎮，轄35個編鄉；第五區，區公所駐獨流鎮，轄34個編鄉；第六區，區公所駐良王莊，轄23個編鄉。
1936年（民國二十五年），屬河北省天津行政督察專員公署；1937年（民國二十六年），屬河北省第四行政督察區。
1937年，日本侵略軍攻占華北，靜海淪陷後設“靜海區公署”，屬津海道；
1940年（民國二十九年），靜海區面積1886.3平方公裏。東至小官房，西至大瓦頭，南至戴官屯，北至謝家堡。
1944年9月，抗日武裝在縣境西部地區建靜大縣政府。轉年10月9日，改為靜海區政府。
1944年冬，在津浦鐵路東部成立中***津南工作委員會。1945年5月，建津南縣，轄9個區，壹區（拋莊）、二區（李莊）、三區（馬圈）、四區（蔡公莊）、五區（大十八戶）、六區（管鋪頭）、七區（梨園頭）、八區（青凝侯）、九區（巨葛莊），***轄199個村。
1944年9月，以大城縣的七、八區為依托地建靜大縣。1945年春，境域擴至津浦鐵路以西地區，轄6個區：壹區（德歸、鄭莊壹帶）、二區（茁頭、臺頭壹帶）、三、七區（獨流、當城壹帶）、四區（朱家村、東子牙壹帶）、五區（小黃窪、東灘頭壹帶）、六區（流河、沿莊壹帶）。 1945年10月，靜大縣易名靜海區。
另外，1944年，中國***產黨領導下的人民群眾在靜海區西南部和大城縣部分地區建立了革命政權，設置靜大縣人民政府，由冀中第八分區管轄。 1945年3月，靜海區和大城縣分設，靜海區仍屬冀中第八分區。
1945年，日本侵略軍投降後，國民黨政府在靜海設靜海區政府，屬河北省第二行政專員公署，由河北省滄州專署管轄。
1946年（民國三十五年），靜海區劃分6個區，36個鄉鎮，482個保，4899個甲。第壹區，區公所駐靜海鎮，轄6個鄉鎮、93個保、1027個甲；第二區，區公所駐惠豐橋，轄9個鄉、127個保、1270個甲；第三區，區公所駐唐官屯鎮，轄8個鄉鎮、90個保、839個甲；第四區，區公所駐大瓦子頭鎮，轄4個鄉鎮、63個保、630個甲；第五區，區公所駐獨流鎮，轄6個鄉鎮、66個保、678個甲；第六區，區公所駐良王莊，轄3個鄉、43個保、455個甲。
新中國建立前後，楊芬港、楊官店等地析出，王口、臺頭等地並入，靜海區面積漸增。東至小官房，西至裏，南至燒窯盆，北至十壹堡，幅員1894平方公裏。
1948年12月，靜海解放，靜海區人民政府由東藏莊（後屬河北省大城縣）遷到靜海鎮，由河北省天津專署管轄。
此時，靜海區劃分12個區、5個市。12個區是：壹區（旺村）、二區（王家村）、三區（灘裏）、四區（梁頭）、五區（嶽家園）、六區（王家院）、七區（八裏莊）、八區（大黃莊）、九區（陳官屯）、十區（靳官屯）、十壹區（宗保村）、十二區（孫莊）。5個市是：王口、唐官屯、靜海、獨流、臺黃。
1949年3月，原津南縣的磚垛、灣頭、中旺、馬圈、拋莊5個區並入靜海區。
新中國建立後，1949年10月，屬河北省天津專區。
1949年12月，靜海區劃分12個區，並以區駐地名稱呼之：城廂（壹區）、獨流（二區）、臺黃（三區）、王口（四區）、子牙（五區）、陳官屯（六區）、唐官屯（七區）、中旺（八區）、馬圈（九區）、蔡公莊（十區）、磚垛（十壹區）、良王莊（十二區）。
1954年5月，靜海區劃分10個區、2個區級鎮，下轄110個鄉和鄉級鎮。2個區級鎮是：楊柳青、獨流。10個區是：壹區（城關）轄8個鄉鎮；二區（管鋪頭）轄12個鄉；三區（獨流）轄6個鄉；四區（王囗）轄11個鄉鎮；五區（子牙）轄14個鄉鎮；六區（唐官屯）轄9個鄉鎮；七區（中旺）轄13個鄉；八區（蔡公莊）轄13個鄉；九區（陳官屯）轄12個鄉鎮；十區（良王莊）轄12個鄉。
1957年8月，靜海區置25個鄉、2個鎮和2個辦事處。25個鄉是：城關、梁頭、王囗、八裏莊、子牙、唐官屯、東灘頭、陳官屯、西翟莊、大郝莊、蔡公莊、王穩莊、大莊子、徐莊子、中旺、趙連莊、府君廟、大六分、臺頭、大南河、良王莊、小甸子、大豐堆、管鋪頭、當城。2個鎮是：楊柳青、獨流。2個辦事處是：中旺、蔡公莊。
1958年8月30日，靜海區劃分8個人民公社（括號內為公社駐地）：紅旗人民公社（靜海）、東風人民公社（獨流）、旭升人民公社（王口）、衛星人民公社（子牙）、鋼龍人民公社（唐官屯）、團泊窪人民公社（洋閘）、火箭人民公社（小甸子）、紅色人民公杜（楊柳青）。
1958年11月，青縣、靜海區合並，稱靜海區，縣治靜海鎮，改屬河北省天津市，域境擴大，幅員3534平方公裏。東至萬新莊，西至裏，南至東呈村，北至大柳灘。
1961年5月13日，青縣、靜海區分置， 靜海區駐靜海鎮， 改屬河北省天津地區。
1961年5月，靜海區劃分24個公社：城關、梁頭、大豐堆、東雙塘、子牙、東灘頭、徐莊子、陳官屯、大郝莊、西翟莊、蔡公莊、趙連莊、管鋪頭、團泊、中旺、大莊子、唐官屯、獨流、良王莊、府君廟、臺頭、王口、流河、馮莊，屬天津市、天津專區雙重領導；1962年1月，流河、馮莊公社劃歸青縣，1963年2月，趙連莊公社劃歸北大港區。
1965年3月，靜海區置3個縣轄鎮和23個公社。3個縣轄鎮是：靜海、獨流、唐官屯；23個公社是：城關、梁頭、大豐堆、東雙塘、二堡、東灘頭、陳官屯、大郝莊、西翟莊、蔡公莊、胡連莊、管鋪頭、團泊、中旺、大莊子、大張屯、良王莊、獨流、府君廟、徐莊子、臺頭、王囗、子牙。
1960—1967年間，青縣所屬的村莊及楊柳青、大南河、馮莊、趙連莊、常流莊等地先後析出，面積逐漸縮小。1967年後，靜海區的境域沒有變化。
1967年1月，屬天津專區；
1973年8月1日改屬天津市。
1974年4月，子牙公社析出沿莊公社。1983年，公社建置均改為鄉建置。
1984年6月，管鋪頭鄉更名楊成莊鄉，獨流鄉更名北肖樓鄉；1988年3月，王口鄉和中旺鄉改為鎮；4月，陳官屯鄉改為鎮；1989年8月，臺頭鄉和子牙鄉改為鎮；1993年11月，大邱莊撤村建鎮。
1996年12月，蔡公莊鄉改為鎮。1997年初，梁頭鄉改為鎮。
1998年，靜海區***有17個鄉、11個鎮。17個鄉是：城關、東雙塘、大豐堆、北肖樓、良王莊、府君廟、徐莊子、二堡、沿莊、東灘頭、大張屯、西翟莊、大郝莊、團泊、胡連莊、楊城莊、大莊子。11個鎮是：靜海、唐官屯、獨流、王口、臺頭、子牙、陳官屯、中旺、大邱莊、蔡公莊、梁頭。1999年12月21日，團泊鄉改為鎮。
2000年12月1日，雙塘鄉改為鎮。
2001年3月16日，大豐堆鄉改為鎮；同年8月，沿莊鄉、西翟莊鄉改為鎮。
2001年8月，在原有鄉鎮基礎上進行區劃調整：撤銷大莊子鄉，並入中旺鎮；撤銷大張屯鄉、大郝莊鄉，並入唐官屯鎮；撤銷東灘頭鄉，並入沿莊鎮；撤銷二堡鄉，並入臺頭鎮；撤銷北肖樓鄉，並入獨流鎮；撤銷府君廟鄉，將原府君廟鄉所轄王家院、李家院、府君廟、十裏堡、普提窪、白楊樹6個村並入良王莊鄉；將西五裏、北五裏、魏家莊、付家村4個村並入靜海鎮；將王家營、茍家營、劉家營、馮家村4個村並入獨流鎮；撤銷胡連莊，並入團泊鎮；撤銷城關鄉、徐莊子鄉，並入靜海鎮。
2003年9月25日，將原蔡公莊鎮的大屯、滿井子、王虎莊3村劃歸大邱莊鎮。
2006年1月1日，將原西翟莊鎮龐莊子村劃歸大邱莊鎮。
2010年3月3日，將大豐堆鎮的嶽莊子村、白公坨村、崔莊子村、李八莊村，西翟莊鎮的巨莊子村、東尚碼頭村、西尚碼頭村、前尚碼頭村、北尚碼頭村，蔡公莊鎮的官坑村、太平村，團泊鎮的胡連莊、五美城、三間房、劉房子、丁房子、東房子、刑家桓***18個村劃歸大邱莊鎮。
2015年8月，國務院批復同意撤銷天津市靜海縣，設立天津市靜海區，相關的行政區域界線、政府駐地均未做調整。