荷塘区因政府驻地而得名。自明清以来，辖区分属湘潭、长沙等县管辖。解放初属湘潭县一区（白关、昭阳等乡）。1951年7月1日成立株洲市（县级市）时，现辖区城区部分属贺家土街道办事处。1959年株洲设5个区时，始立荷塘铺区。1969年株洲市划设城市4个区时，原荷塘铺区、田心区及中心区的月塘街道办事处并为株洲市东区。1970年7月8日，经国务院53号文件批复，株洲市城区设立株洲市东区（县级），下设田心、茨菇塘、月塘和宋家桥4个街道办事处。1996年，全区面积18.2平方千米，人口约17.3万人，辖月塘、田心、宋家桥、茨菇塘4个街道，区府驻晏家湾。
1997年5月31日，国务院批复（国函[1997]40号）：设立荷塘区，辖原东区的月塘、茨菇塘、宋家桥3个街道，原郊区的明照、荷塘铺（不含新民、田心、双丰3个村）、蝶屏3个乡和龙头铺镇的茶园、东流、三搭桥3个村，区人民政府驻新华东路。7月，湖南省人民政府批复同意调整株洲市市辖区行政区划：荷塘区东以株洲市与长沙市、原郊区与株洲县界线为界，南以明照乡与建宁乡界线为界，西以京广铁路（西边线）及白石港河（老河）为界，北以蝶屏乡与云田乡界线为界【将原东区的田心街道和荷塘铺乡的新民、田心、双丰3个村划归石峰区管辖；划入原郊区的荷塘铺、明照、蝶屏3乡及龙头铺镇的东流、茶园、三搭桥3个行政村，以及原南区建宁街道的文化路、东湖2个居委会，原北区的黄家塘居委会，原郊区 城市工作处的麻园、红旗路2个居委会】。8月1日，荷塘区正式成立，区府驻地新华东路（原东区机关）。全区总面积159平方千米，总人口19.9万人，非农业人口占71%。辖3个街道、3个乡：月塘街道、宋家桥街道、茨菇塘街道、明照乡、荷塘铺乡、蝶屏乡。共有46个居委会、43个行政村。
2000年第五次人口普查，荷塘区常住常住总人口260835人，其中，月塘街道59149人、茨菇塘街道76873人、宋家桥街道58375人、荷塘铺乡11450人、明照乡34916人、蝶屏乡20072人。
2001年，荷塘区对区内行政区划作出调整，蝶屏乡、明照乡分别由原辖19个行政村调减为15个行政村，荷塘铺乡由原辖5个行政村调增为13个行政村；对月塘、茨菇塘两个街道办事处的行政区域进行了重新划分。新区划自10月1日起开始运行。12月18日，撤销蝶屏乡，设立仙庾镇。至此，荷塘区辖一镇（仙庾镇）、二乡（荷塘铺乡、明照乡）、三办（月塘街道、茨菇塘街道、宋家桥街道），43个行政村、46个居委会。年末全区总人口21.76万人。
2004年，荷塘区辖3个街道、1个镇、2个乡。月塘街道辖文化路、东湖、合泰、南岳岭、石塘冲、石子头、水竹、野鸭冲、袁家湾9个社区。茨菇塘街道辖上月塘、新月塘、长征、前进、钻石路、荷叶塘、麻园、黄家塘、红旗路、余家冲、红旗村、601、天鹅13个社区。宋家桥街道辖桂花、晏家湾、金钩山、湘华、赵家冲、向阳、芙蓉、430、新荷9个社区。仙庾镇辖永福居委会；樟桥、霞山、三八、东山、黄塘、双泉、柏冲、徐家塘、夏家段、蝶屏、仙庾、香草塘、青草冲、董家冲、黄陂田15个村委会。荷塘铺乡辖新塘坡、荷塘铺、金钩山、新村、大丰、桂花、戴家岭、天台、太阳、桐梓坪、新市、龙洲、星星13个村委会。明照乡辖三搭桥、东流、太平桥、宋家桥、东元冲、帅家段、青草坝、菱塘、亭子前、北塘、曹家塘、茶园、道岭、响塘、明照15个村委会。（根据《湖南省县及县以下行政区划代码2004年》整理）
2010年第六次人口普查，荷塘区常住总人口309061人，其中，月塘街道105661人，茨菇塘街道62347人，宋家桥街道22418人，桂花街道38414人，金山街道36599人，仙庾镇17385人，明照乡26237人。
