美溪区名源于美溪火车站名。美溪，意为“美丽的河川”。原属汤原县管辖。1945年“九三”抗日战争胜利后，1947年隶属汤原县管辖，名为集贤村。1948年12月，设美溪村，隶属南岔区管辖。1952年10月，划归伊春县管辖，翌年春设置美溪镇，隶属第一区。1955年8月，撤销美溪镇，设置美溪区。1956年12月，复设美溪镇。1957年伊春撤县设市后，同年11月，将美溪、大丰、五道库3镇合并设立伊春市美溪区。1958年11月，改为美溪人民公社。1962年12月17日，省人民委员会批准，将大西林区并入美溪区。1964年9月，区与林业局合并，实行“政企合一”管理体制。1969年10月13日，将西林地区划出，设置西林区。1950？年8月，建立美溪林务分局。
1992年末，美溪区位于伊春市境中部，汤旺河横贯全区。东与鹤岗市相连，东南与金山屯、西林区接壤，南抵南岔区，西靠乌马河区，北与五营、红星、新青区毗邻。南乌线铁路通过境内设站。区总面积2258.9平方千米，总人口5万人，其中非农业人口4.62万人；满、蒙古、回、朝鲜等少数民族人口约占6%。辖美溪、缓岭、五道库、大西林4个街道。区政府和美溪林业局驻地美溪街，距市区中心20.5千米。（以上摘自《黑龙江省志・地名录》，有改动）
2000年第五次人口普查，美溪区总人口41634人，其中：美溪街道27528人，大西林街道5466人，五道库街道1321人，缓岭街道1670人，对青山街道1106人，群峦街道466人，兰新街道555人，顺利河街道436人，松岭街道399人，青山口街道339人，金沙河街道261人，桦皮羌子街道261人，碧仓库街道276人，三股流街道810人，卧龙河街道740人。
