1980年4月,設(shè)烈山區(qū)。
1992年,濉溪縣宋疃鄉(xiāng)劃入烈山區(qū),設(shè)宋疃鎮(zhèn)。
1996年,烈山區(qū)轄3街2鎮(zhèn)。
2004年,濉溪縣撤銷馬橋鄉(xiāng),并入新蔡鎮(zhèn),同時(shí)將新蔡鎮(zhèn)劃入淮北市烈山區(qū),下轄3鎮(zhèn),5個(gè)街道。
2004年底,烈山區(qū)轄4個(gè)街道、3個(gè)鎮(zhèn)。
2006年3月,烈山區(qū)將原有的3個(gè)鎮(zhèn)4個(gè)街道辦事處調(diào)整為2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),5個(gè)街道。
濉溪縣原趙集鄉(xiāng)與原古饒鎮(zhèn)合并,成立新的古饒鎮(zhèn),同時(shí)劃入烈山區(qū)。
2007年,進(jìn)行村級(jí)區(qū)劃調(diào)整,由84個(gè)改為50個(gè)。
2008年進(jìn)行社區(qū)區(qū)劃調(diào)整,將原社區(qū)調(diào)整為32個(gè),村委會(huì)改居委會(huì)2個(gè);調(diào)整后全區(qū)共有社區(qū)34個(gè)。
截至2021年,烈山區(qū)轄5個(gè)街道、3個(gè)鎮(zhèn)。