以境内有拱宸桥、湖墅而得名。自秦至唐，区境隶属钱塘县；宋至清属仁和县；1912年始属杭县；1927年建杭州市，为第六区和第八区。1949年5月杭州解放后，改第八区为拱墅区。1959年为拱墅区人民公社联社，辖区扩展到上泗、留下．三墩、东塘、良渚等地。1960年4月为拱墅区人民公社，管辖范围除城区部分外，辖样符、上塘、康桥三个人民公社。1961年7月恢复区建制。1969年5月将3个人民公社划出，同时西湖区西溪街道划入。1972年西溪街道划归西湖区。
1990年2月，撤销杭州市拱墅区、半山区，设立新的拱墅区。1996年1月，将拱墅区的石桥乡、东新街道划归下城区，将西湖区的祥符镇划归拱墅区。全区辖6个街道、4个镇：米市巷街道、湖墅街道、小河街道、和睦街道、拱宸桥街道、大关街道、上塘镇、康桥镇、半山镇、祥符镇。面积87.8平方千米，人口约25.4万人。区政府驻湖墅街道。
2000年第五次人口普查，拱墅区总人口429292人，其中：米市巷街道44260人、湖墅街道31693人、小河街道52460人、拱宸桥街道38511人、和睦街道20127人、大关街道49836人、上塘镇80911人、康桥镇16860人、半山镇43165人、祥符镇51469人。
2000年末，全区总人口27.91万人。辖4个镇、6个街道，共有30个行政村、126个居民区（社区）。2001年，全区共有46个社区、14个居民区、30个行政村。
2002年末，全区面积87.73平方千米，人口28.95万人，辖4个镇、6个街道，共有24个行政村、64个社区（本年度完成16个村的撤村建居）。2004年末，全区共有68个社区、18个行政村。2005年末全区总人口28.8万人。
2006年，撤销上塘镇，其行政区域由拱墅区政府直辖，在此行政区域范围内设立上塘街道（3月3日浙政函[2006]29号，3月15日杭政函[2006]31号），，辖假山路、八丈井、红建河、绍兴路、善贤、七古登、拱宸、瓜山、皋亭、蔡马等10个社区，办事处驻沈半路3号。2006年末，拱墅区总面积87.73平方千米，人口28.60万人。辖7个街道、3个镇，68个社区、18个村委会。区政府驻台州路1号。
2009年撤销祥符镇，其行政区域由拱墅区政府直辖，在此行政区域范围内设立祥符街道（3月4日浙政函[2009]36号，4月23日杭政函[2009]75号）。区划调整后，全区辖8个街道、2个镇：米市巷街道、湖墅街道、小河街道、和睦街道、拱宸桥街道、大关街道、上塘街道、祥符街道、康桥镇、半山镇。
2010年撤销康桥镇、半山镇，其行政区域改由拱墅区政府直辖，在此行政区域范围内设立康桥、半山2个街道（浙政函[2010]152号，10月15日杭政函[2010]236号）。区划调整后，全区辖10个街道：米市巷街道、湖墅街道、小河街道、和睦街道、拱宸桥街道、大关街道、上塘街道、祥符街道、康桥街道、半山街道。
