婁星區(qū)古屬荊州地域。
戰(zhàn)國時期屬楚國。
秦代屬湘南縣。
西漢高祖五年(公元前202年)屬連道，南朝宋永初三年(公元422年)屬湘鄉(xiāng)縣。
開皇九年(公元589年)屬衡山縣。
唐武德一百年(公元622年)復(fù)屬湘鄉(xiāng)縣，直至民國時期隸屬不變。
1949年9月，設(shè)婁底鎮(zhèn)，屬益陽專區(qū)湘鄉(xiāng)縣第九區(qū)。
1952年2月，析湘鄉(xiāng)縣置雙峰縣；析新化、安化、邵陽3縣置藍田縣，屬藍圖縣，設(shè)婁底、小碧、刀寶3區(qū)；7月，藍田縣更名漣源縣；11月，撤益陽專區(qū)，漣源縣劃歸邵陽專區(qū)。
1957年1月，設(shè)婁底辦事處。
1958年9月，撤辦事處，設(shè)婁底、小碧、刀寶3公社。
1961年7月，屬縣級婁底市。
1962年10月，撤縣級婁底市，屬漣源縣，設(shè)婁底、渡頭塘2區(qū)和婁底鎮(zhèn)。
1968年7月，撒婁底區(qū)。
1969年11月，恢復(fù)婁底區(qū)。
1977年9月，析邵陽地區(qū)置漣源地區(qū)，駐漣源縣藍田鎮(zhèn)。
1978年10月，婁底區(qū)太科公社劃歸婁底鎮(zhèn)；12月，漣源地區(qū)機關(guān)遷駐漣源縣婁底鎮(zhèn)。
1979年，大科公社改為南郊管理區(qū)，析婁底鎮(zhèn)置北郊管理區(qū)、婁底街道。
1980年7月，婁底鎮(zhèn)、婁底西陽公社的方石、水洋2大隊和杉山公社民福、東風(fēng)2大隊及時百畝公社思塘大隊合并為婁底市(縣級)；10月，婁底市設(shè)城南、城北、城西3辦事處；11月，南郊管理區(qū)改為大科公社，北郊管理區(qū)改為茅塘公社。
1982年2月，茅塘公社更名漣濱公社，城南、城北、城西3辦事處改為樂坪、花山、黃泥塘3街邊辦事處。
1982年12月，漣源地區(qū)更名婁底地區(qū)。
1983年3月，撤婁底地區(qū)，婁底市改區(qū)，劃歸湘潭市；7月，恢復(fù)婁底地區(qū)。
1984年7月，漣源縣婁底區(qū)8鄉(xiāng)劃歸婁底市。
1986年1月，撤杉山鄉(xiāng)，設(shè)杉山鎮(zhèn)。
1999年1月，婁底地區(qū)撤地設(shè)市，原縣級婁底市改為婁星區(qū)至今。