根据清光绪十四年(1888年)《湘潭县志》记载，石峰区境内原系湘潭县东南荒僻野岭，仅白石港河街、清水塘老街两处设有通往湘潭、长沙的驿站。民国时期白石港以北属湘潭县东一区昭阳乡管辖，白石港以南属株洲镇管辖。中华人民共和国成立以后，属湘潭县清水乡管辖。1951年7月成立株洲市，境内属郊北区管辖。1956年撤区并乡，境内属清水乡。1957年成立人民公社，境内属朱田铺公社管辖。1958年3月27日成立清水塘办事处，管辖石峰山以北的城区范围，办事处驻地在冶炼厂生活区一区八栋。1959年3月6日，组建清水塘区，桥梁厂以北归清水塘区管辖。

　　1960年4月更名为清水塘人民公社。1969年7月筹建北区。1970年7月8日，经国务院批准为县级城市区，管辖范围为原清水塘区和原中心区的贺家土办事处，驻地天桥街80号。同年12月成立株洲市北区革命委员会。1971年9月，区政府搬至建设北路70号。后经国务院批准，株洲市城区进行区划调整，撤销北区，于1997年8月1日成立石峰区。石峰区辖响石岭、清水塘、田心3个街道办事处和清水、荷花、龙头铺、云田4个乡镇，区人民政府驻地不变。

　　2001年10月16日，经省民政厅批准，清水、荷花两乡合并，成立白马乡。2003年4月23日，区人民政府整体搬迁到响田路先锋村新楼办公。2005年2月24日，为了进一步完善城乡管理体系，提高管理效率，促进经济社会发展，根据省民政厅湘民行发[2005]8号和市人民政府办公室株政办函[2005]5号文件精神，石峰区撤销白马乡，增设铜塘湾、井龙街道，行政区划调整为一乡一镇、五个街道，即：云田乡、龙头铺镇、铜塘湾街道、响石岭街道、田心街道、井龙街道、清水塘街道。其中，云田乡、龙头铺镇于2009年被划至云龙示范区。