朝天区历史悠久。五千年前就有先民在此繁衍生息。三国时置“邵欢”，唐代天宝年间，唐代玄宗避“安史之乱”奔蜀，蜀中百官于此见驾，隆重朝拜天子，遂易名朝天区。此后，朝天区一直是利州府、广元府（州、县）治地。新中国成立后，又为广元县辖。1989年经国务院批准，建立广元市朝天区（县级）。
　　朝天区人杰地灵，这里曾经留下西汉丞相萧何、西蜀丞相孔明、西蜀大将军向宠等历史名人印记。“一代将相泽后世”。
　　朝天区历史悠久，早在新石器时代就有先民居住。因朝天区地处秦陇入蜀的交通要口，故这一军事要地常为南北割据势力所争占。在历史演进的漫长岁月中，战争连绵不断，王朝兴废更替，行政区划归属不定，辖域范围杆并无常，直至民国末年，今朝天区域范围才基本定型。
　　西周时期，朝天区为西周辖治。春秋初期，蜀部落酋长于蜀称王，建立蜀国、朝天区为蜀治。春秋中期、蜀于今广元南部建置附庸国。春秋末期，蜀开明氏废附庸国，于今广元南部（今昭化境内）置苴国，朝天区属苴治。秦统一六国后，全国推行郡县制，秦于今昭化置葭萌县，朝天区属葭萌治。秦二世元年，刘帮率军攻破咸阳，秦亡，刘于汉中称王，朝天区属汉治。建安二十二年（217年），蜀汉刘备杆葭萌县北（今朝天区镇楼房沟村周家坪）置昭欢县，隶属梓潼郡。
　　秦始三年（267年），晋为树立国威，盖避“昭”讳，遂颁诏天下，改“昭”为“邵”，更名为邵欢县。东晋惠帝太安二年（303年），羌族首领率军走故道、金牛道、拔益州据全蜀，建立大成国，邵欢县归大成。晋穆帝永和二年（346）年，桓温灭成汉，邵欢复归晋。晋太元十五年(390年），邵欢隶晋寿郡，其辖域由兴安、邵欢两县分治。宋文帝元嘉十九年(442年），杨难当破葭萌，后为齐将裴方明所败，邵欢归齐治。齐明帝嘉鸾永泰元年（498年），为稳固边防，宠络人心，遂增州置县封官晋爵，将刘宋迁置的华阳郡又迁至朝天区境内的邵欢县邑～周家坪，这就是朝天区地区广为流传的“曹州府”。北魏正始二年(505年）因邵欢县邑城江畔水码头石盘亭上建有河神庙一座，俗称“石亭寺”，故以此为名，将邵欢县改为石亭县。西魏建德二年(573年）省晋寿、石亭二县，原石亭县所辖区域归兴安县治，石亭自此废县为戌。
　　隋炀帝大业三年（607年），为御西北少数民族入蜀，于富村驿(今朝天区镇)置兵镇守，并改富村驿为“飞霞镇”。唐天宝十五年（756年），唐玄宗避安史之乱奔蜀，至飞霞镇后，蜀中百官于此接驾，隆典朝拜天子幸蜀，为之纪念，遂将飞霞镇更名为朝天区镇，属绵谷县治，朝天区之名延至今日。
　　南宋建炎四年（1130年），利州宁武军于朝天区置都统治官。至元十四年（1277年）置广元府路，十九年(1282年）置广元总管府。明洪武二十二年(1389年)于朝天区镇置富千户指挥所。1640年至1644年，张宪忠锯朝天区，朝天区属大西政权。清代顺治三年（1644年），广元县置三乡，于神宣驿置神沙乡，顺治十五年(1658年），广元增置为六乡，朝天区境内有神沙、干河二乡。清代康熙二十六年(1698年）于朝天区镇增设千总。清代雍正九年（1732年）于朝天区镇增设巡检司。清代乾隆二年（1756年），神宣驿由驿丞升为巡检司，析朝天区镇巡检司。清代嘉庆(1799年)，神宣驿升置为分司县。嘉庆十六年（1811年）撤神宣驿公司县改置为广元县神宣驿镇分司。清代光绪元年(1875年）撤镇分司为总保，后改称神沙乡。清代宣统二年(1910年)，撤总保改设东宣镇。民国元年（1912年）设神宣驿分县，下辖三个团区，九个团防局。民国十六年（1927年）撤分司县改设神宣驿公安分局，辖域未变。民国二十二年至二十四年（1933～1935年），中国工农红军第四方面军于青林乡李家坪建立红坪县苏维埃政权。民国二十四年（1935年），神宣驿改为第二行政督察区署，民国二十九年（1941年）改第二行政督察区为第二区公署。
　　1949-12-13日，朝天区解放。1950年上半年至1952年，先后组织了五个区公所，所属28个乡镇分隶。1986年10月，撤销羊木、大滩、中子、曾家四个区公所，原所属22个乡镇归朝天区公所辖。1989年9月，经国务院批准，同意建立朝天区（县级），区人民政府驻朝天区镇，辖朝天区、元吉2镇和26个乡，朝天区公所即行撤销。
　　2000年，朝天区辖6个镇、19个乡。根据第五次人口普查数据：总人口202984人，其中各乡镇人口（人）：朝天镇：27828、大滩镇：12115、羊木镇：15874、曾家镇：9980、中子镇：10458、沙河镇：7926、陈家乡：6290、小安乡：3786、鱼洞乡：5221、东溪河乡：9430、花石乡：4410、蒲家乡：4634、西北乡：4834、宣河乡：10285、转斗乡：6228、青林乡：3735、平溪乡：5344、两河口乡：10560、李家乡：8771、汪家乡：7151、麻柳乡：7934、临溪乡：6499、文安乡：5175、马家坝乡：4251、柏杨乡：4265。
　　2004年，朝天区辖6个镇（朝天、大滩、羊木、曾家、中子、沙河）、19个乡（临溪、西北、麻柳、汪家、陈家、转斗、平溪、小安、花石、东溪河、柏杨、鱼洞、青林、宣河、两河口、李家、文安、马家坝、蒲家）。