1958年2月设置乌当区，1966年并入花溪区，1967年复设乌当区。1988年经国家科委批准，建立贵阳新天新技术开发试验区。
1996年，乌当区面积962.4平方千米，人口约26.2万人，辖6个镇、7个乡（其中2个民族乡）：新溪寨镇、东风镇、水田镇、羊昌镇、金华镇、朱昌镇、偏坡布依族乡、下坝乡、百宜乡、新堡布依族乡、野鸭乡、永乐乡、新场乡。区政府驻新添寨镇，距贵阳市区10千米。
1999年末，乌当区总人口28.25万人，其中少数民族人口4.81万人。辖6个镇、7个乡（含2个民族乡），119个行政村、34个居委会。
2000年初，金阳新区开发启动，将乌当区野鸭乡、金华镇、朱昌镇及白云区麦架乡的部分地区，划入新区规划范围。
2000年第五次人口普查，乌当区总人口319619人，其中：新添寨镇61697人，东风镇28042人，水田镇13458人，羊昌镇11441人，金华镇39042人，朱昌镇22077人，野鸭乡85455人，永乐乡12390人，下坝乡12972人，新堡布依族乡4730人，新场乡16187人，百宜乡10241人，偏坡布依族乡1887人。
2001年末，全区总人口30.04万人。其中非农业人口8.88万人，少数民族人口5.29万人。辖6个镇、7个乡（其中2个民族乡），119个行政村、34个居委会。
2002年9月9日，省政府批复同意乌当区撤销新添寨镇；10月15日，贵阳市政府批复同意设置新天街道和高新路街道。
2002年末，乌当区总人口30.32万人，其中非农业人口8.99万人。少数民族人口5.34万人。辖2个街道、5个镇、7个乡（其中2个民族乡），119个行政村、38个居委会。
2003年末，乌当区面积962.4平方千米，总人口30.52万人，其中非农业人口9.07万人，少数民族人口4.79万人。辖2个街道、5个镇、7乡（其中2个民族乡），121个行政村、35个居委会。
2006年，撤销野鸭乡，设立金阳街道（由贵阳国家高新技术产业开发区管理）。2007年8月30日，省政府批准同意将金阳街道的茶园村、金关村、金鸭村、杨惠村、大凹村划归云岩区管辖。
2007年末，乌当区总面积868平方千米，总人口25.43万人，其中少数民族人口5.34万人，非农业人口8.94万人。辖2个街道、5个镇、6个乡（其中2个民族乡），104个行政村、30个居委会。
2008年，贵阳市委、市政府将贵阳国家高新技术产业开发区金阳街道办事处成建制整体移交金阳新区管理委员会管理；同年11月21日，贵阳市委、市政府将乌当区金华镇、朱昌镇成建制整体移交金阳新区管理委员会管理。2009年1月16日，将乌当区永乐乡成建制划入南明区。调整后，乌当区辖3个街道、5个镇、5个乡（其中2个民族乡）：新天街道、高新路街道、金阳街道、朱昌镇、东风镇、水田镇、羊昌镇、金华镇、下坝乡、新堡布依族乡、新场乡、百宜乡、偏坡布依族乡（其中，金阳街道、朱昌镇、金华镇由金阳新区管理）。
2010年第六次人口普查，乌当区常住总人口376971人，其中：新添街道43426人，高新路街道75045人，金阳街道100976人，朱昌镇24281人，东风镇30860人，水田镇12986人，羊昌镇9748人，金华镇41999人，下坝乡11560人，新堡布依族乡4052人，新场乡11010人，百宜乡8484人，偏坡布依族乡1643人，贵阳市三江农场901人。2010年末，乌当区常住人口37.75万人。
2011年，设立振新、创新2个社区服务中心。2011年末，乌当区面积686平方千米，常住人口39.22万人，户籍人口33.76万人，辖2个街道、3个镇、5个乡、2个社区服务中心，18个居委会、74个行政村（场）。
2012年3月31日，乌当区撤销所有街道办事处，挂牌成立高新、新天、顺新3个社区服务中心。此外，乌当区还分别成立新天经济发展局和高新经济发展局，全面承接原新天街道办事处、高新路街道办事处行政区划内的经济管理职能。【撤销高新街道，设立高新社区服务中心、创新社区服务中心、振新社区服务中心；撤销新天街道，设立新天社区服务中心、顺新社区服务中心。（筑政发[2012]58号）】
2012年11月15日，国务院批准同意将乌当区的金阳街道、金华镇、朱昌镇划归新设立的观山湖区管辖。2013年4月25日，省政府（黔府函[2013]77号）批复同意：撤销乌当区新场乡，设置新场镇，镇政府驻新场村；撤销下坝乡，设置下坝镇，镇政府驻下坝村；撤销百宜乡，设置百宜镇，镇政府驻百宜村。2014年4月1日，下坝镇、新场镇、百宜镇正式挂牌成立。
全区现辖6个镇、2个民族乡、5个社区服务中心：东风镇、水田镇、羊昌镇、下坝镇、新场镇、百宜镇、新堡布依族乡、偏坡布依族乡，以及顺新社区、新天社区、创新社区、振新社区、高新社区。区政府驻顺新社区航天大道7号。
