通州境域，初为长江口海域中的沙洲，南北朝中期出水。南北朝后有人定居，煮盐为业。唐为盐亭场，设防务机构。唐末沙洲涨接大陆，即凿河运盐，开通至扬州的航道，并筑坝圩、培土壤、植麦黍，逐步改变单一从事盐业生产的局面。五代初称静海镇。后周显德五年（958年）设通州，因东北有大海通辽海诸夷、西南有长江连吴越楚蜀、内运渠道达齐鲁燕冀，故而得名。静海镇改称县，隶属通州。

宋仁宗天圣元年（1023年）改通州为崇州，又名崇川，属淮南东路；明道二年（1033年）仍称通州；徽宗政和七年（1117年）改为静海郡，不久复名通州，属扬州。元世祖至元十五年（1278年）升为通州路；至元二十一年复为通州，属扬州路，隶江北淮东道廉访司。

明洪武元年（1368年）废静海县，通州直管静海本土，领海门、崇明两县，属扬州府；洪武九年划崇明县归苏州府，通州仅领海门一县。嘉靖年间（1522～1566年），通州除州城外，分6乡6场。清顺治二年（1645年）属江南省扬州府；康熙六年（1667年）起属江苏省扬州府；康熙十一年，因江岸坍没，海门废县为乡，并入通州。

清雍正二年（1724年），通州升为直隶州；宣统元年（1909年），设3市区、10镇区、8乡区；宣统二年，市区、镇区改为市，乡区改为乡。

中华民国元年（1912年）5月，废州，改称南通县，属江苏省；全县仍设13市、8乡，民国9年增设三余乡。民国18年（1929年），市乡合并为18个区，区下设镇、乡、闾、邻；民国23年（1934年）又并为13个区，区下设镇、乡、保、甲。

1949年2月2日，南通县全境解放，原县城及港闸等地划出另置南通市，实行城乡分治。南通县政府移驻金沙镇，隶属南通行政公署管辖。同年10月，全县设12个区159个乡。1956年2月和1957年10月两次并区并乡后，全县为8个区47个乡和3个县属镇、2个区属镇。1958年3月，撤销区建制，设通海、通中、通东、通北、通西5个片。1958年成立38个人民公社，实行政社合一，公社下设大队，大队下设生产队；后公社范围逐步调小，至1982年全县有61个公社、5个县属镇。1961年9月，恢复8个区建制；1966年增设十总区。

1983年，实行市管县体制，隶属南通市管辖。同年，政社分设，公社改为乡，大队改为村，生产队改为村民小组，年末，全县为9个区、60个乡、5个县属镇、1个海洋渔业公司。1984年5月，实行镇管村体制，全县设14个镇、43个乡，以后各乡先后改建为镇。1987年2月，撤销区委、区公所，按原行政区域设9个区工委和指导组。1991年1月，陈桥、幸福、秦灶、新开3乡1镇和小海镇的6个村划归南通市区后，县境面积为1637平方公里，人口145万有余。1992年末，全县为17个镇、32个乡、1个海洋渔港管理委员会、36个居民委员会、884个村。

1993年2月，南通县撤销改设通州市。

1996年4月机构改革中，9个区工委、指导组撤销。2000年全市行政区划再次调整，原49个乡镇撤并为26个。2001年4月，观音山、小海、竹行3镇和市良种场、种畜场划归南通市区，通州市行政区域内的南通农场（省属）和东方红农场（省属）也划入南通市区范围。2002年末，全市辖23个建制镇，3个街道办事处， 376个行政村，52个社区，5个农场。 2005年，新设北兴桥、三门闸、五接、李港、海晏5个社区居民委员会，全市有23个建制镇，4个街道办事处， 376个行政村，57个社区，5个农场，总面积1351平方公里，总人口126.25万人。2006年，石港镇金庄村并入金庄社区，刘桥镇凤仙村并入刘桥社区；三余镇设立五甲苴社区。年末，全市有23个建制镇，4个街道办事处，374个行政村，58个社区，5个农场。总面积1351平方公里，总人口125.64万人。2007年2月，经省政府批准，北兴桥镇、海晏镇与三余镇合并设立新的三余镇；新联镇与刘桥镇合并设立新的刘桥镇。同年，撤销石港镇石西村和渔湾村，设立渔湾、石西社区居民委员会。年末，全市共设20个建制镇，4个街道办事处，372个行政村，60个社区，5个农场。2008年2月3日，经省政府批准，川港镇与姜灶镇合并设立川姜镇。同时，原川港镇所辖八字桥、安东、南兴、大成、保通、通海、竖积洪、培德村整建制划归张芝山镇管辖；原姜灶镇所辖董家埭、利民、周照港、正场、民平村整建制划归先锋镇管辖。2月21日，全市进行村（社区）合并调整，原376个行政村、58个社区合并调整为207个行政村、63个社区。12月，撤销三余镇团结社区居民委员会，建立滨海工业区团结社区居民委员会。年末，全市共设19个建制镇，1个省级经济开发区，4个街道办事处，207个行政村，63个社区，5个农场。总面积1525.74平方公里，其中陆地面积1351.50平方公里。年末，耕地面积7.35万公顷，户籍总人口124.27万人。2009年3月和4月，苏通大桥工业区、通州滨海工业区分别更名为“苏通大桥科技产业园”和“通州滨海新区”。

2009年7月2日，撤销通州市，设立南通市通州区。年末，全区共设19个建制镇，1个省级经济开发区，4个街道办事处（城东、城中、城南、城北），207个行政村，63个社区，5个农场。耕地面积7.06万公顷，户籍总人口124.16万人。2010年末，全区耕地面积7.02万公顷，户籍总人口124.64万人。2011年9月30日，经省人民政府批准，通州经济技术开发区更名为“南通高新技术产业开发区”。年末，全区设19个镇，1个高新技术产业开发区，4个街道办事处，207个行政村，63个社区，5个农场。耕地面积7.02万公顷，户籍总人口125.25万人。2012年3月20日，南通市人民政府决定（通政发【2012】31号），通州滨海新区、三余镇由南通滨海园区代管，行政区域仍隶属通州区。年末，全区设19个镇，1个高新技术产业开发区，4个街道办事处，207个村，63个社区，5个农场，户籍总人口125.73万人。2013年1月10日，区人民政府批准，南通高新技术产业开发区增设碧华、金霞社区； 4月15日，二甲镇余西社区居民委员会更名为余西村民委员会。12月，国务院批准南通高新技术产业开发区升级为国家高新技术产业开发区。锡通科技产业园、通州滨江新区、中国南通家纺城、南通空港产业园、石港科技产业园初具规模。年末，全区设19个镇，1个国家高新技术产业开发区，4个街道办事处，208个行政村，64个社区，5个农场。户籍总人口126.27万人。2014年4月9日，区人民政府批准，金沙镇增设天霞、天熹、天晖、天虹社区。年末，全区设19个镇，1个国家高新技术产业开发区，4个街道办事处，208个行政村，68个社区，5个农场。户籍总人口126.27万人。

2015年2月24日，江苏省人民政府批准，撤销金沙镇，以原金沙镇东市等14个社区和进鲜港等9个行政村区域，设立金沙街道办事处。以原金沙镇金南等10个社区和三姓街等10个行政村区域和原先锋镇利民等3个行政村，二甲镇进东、麒麟桥村，川姜镇双池头等6个行政村区域，设立金新街道办事处。撤销先锋镇，以原先锋镇三圩头等8个行政村区域，设立先锋街道办事处。撤销兴东镇，以原兴东镇行政区域设立兴东街道办事处。撤销平潮镇、平东镇，原平潮镇行政区域与原平东镇行政区域合并，设立新的平潮镇。撤销十总镇、骑岸镇，原骑岸镇行政区域与原十总镇行政区域合并，设立新的十总镇。撤销东社镇、五甲镇，原五甲镇行政区域与原东社镇行政区域合并，设立新的东社镇。撤销兴仁镇、四安镇，原兴仁镇行政区域与原四安镇徐家桥等6个行政村和酒店社区合并，设立新的兴仁镇。原四安镇九总渡、龙坝村划归西亭镇管辖。年末，全区设4个街道办事处，12个镇，1个国家级高新技术产业开发区，208个行政村，68个社区居民委员会，5个农场。户籍总人口126.59万人。

2020年3月16日，中共南通市委办公室、南通市人民政府办公室印发《关于进一步优化提升苏通科技产业园区、锡通科技产业园区管理体制机制的实施方案》（通办发【2020】5号文件），苏通园区与锡通园区实行一体化运行，由市委、市政府直接管理，实现统一领导、统一规划、统一招商、统一考核；锡通园区与张芝山镇实行“区镇分设”，张芝山镇分设后实体化运行，由苏通园区、锡通园区负责管理。