西工历史悠久。远在五六十万年前的旧石器时代，已有先民在此繁衍生息。新石器时代（距今约一万年前至四五千年前），人们在此过着原始农业定居生活。西周成王五年（前1038）周公姬旦在此建王城。自公元前770年周平王迁都洛阳，到晋高祖石敬瑭天福三年（938）的1708年间，先后有东周、隋、唐、后梁、后唐、后晋等6个朝代30个帝王先后在此建都。这里曾一度是城郭巍峨，宫阙壮丽，万国衣冠，久盛不衰，其影响不仅盛甲中华，而且远涉海外。

1914年，北洋政府在洛阳老城以西大规模兴建兵营，当时叫“西工地”，简称“西工”。1920年9月。直系军阀吴佩孚以直鲁豫巡阅副使身份进驻西工，并进一步扩建兵营，修筑马路，由原来267万平方米的兵营扩大到677万平方米，5000余间营房扩建到1.2万余间。1923年，河南省长公署迁驻西工，洛阳第一次成为河南省省会。1932年，日军进攻上海，国民政府定洛阳为行都，并一度迁洛办公，国民党中央党部设在西工。1938年6月，华北大部分地区沦陷，洛阳成为北方抗日前哨，国民党第一战区长官司令部驻西工，洛阳成为当时华北抗战的政治、军事中心。1939年秋，河南省政府再次迁洛驻西工，洛阳第二次成为河南省省会。1939年～1940年，中共中央朱德、刘少奇、彭德怀等领导人，曾先后到西工会见国民党第一战区司令长官卫立煌，商谈团结合作抗战事宜。在中国历史上，无论是古代还是近代，西工区都具有较为重要的政治地位。

1948年4月，洛阳二次解放，西工地区划属洛阳市第五区（乡级区，下同），同年9月改属第三区，1953年8月改属第二区，1955年7月合并到老城区。

1956年3月，经省人民委员会批准成立本区，升格为县级市区。建区之初辖四乡一镇（西小屯乡、下池乡、北窑乡、岳家乡、西工镇）。同年10月，组建西工街道办事处，北窑乡划归老城区，同时将马路街街道办事处由老城区划归西工区。1957年6月，筹建金谷园街道办事处。1958年3月，撤销乡建制。全区辖5个街道办事处，即西工街道办事处、金谷园街道办事处、马路街街道办事处（含岳家村）、定鼎路街道办事处、下池街道办事处。后马路街街道办事处和下池街道办事处分别划归老城区和郊区，定鼎路街道办事处撤销。同年12月，西工区与老城区及郊区邙山公社合并为政社合一的洛北人民公社，后改称洛北区。

1975年11月，市属各区的行政区划调整，恢复西工区建制，将洛北区分为2个区，定鼎路以西为西工区，定鼎路以东为老城区。西工区除原有的西工街道办事处外，新建玻璃厂路街道办事处（后改称唐宫路街道办事处）、胜利路街道办事处（后改称王城路街道办事处）、道北街道办事处，同时将原属郊区的关林镇和龙门镇改称关林街道办事处和龙门街道办事处，划归西工区管辖。

1982年7月，关林街道办事处和道北街道办事处管辖范围又作调整，将关林街道办事处分为关林街道办事处和安乐街道办事处，道北街道办事处分为道北街道办事处和邙岭街道办事处（后改称邙岭路街道办事处）。

1983年9月，为加强洛阳车站地区的行政管理，经市政府批准，新设洛阳车站地区管理委员会（简称“车管会”），归西工区管辖。1989年2月，洛阳车站地区管理委员会改名为洛阳车站地区管理处（简称“车管处”），升格为副处级单位。

1984年5月，市属各区的行政区划调整，将西工区关林街道办事处和龙门街道办事处，改属郊区管辖。

1991年6月，缘于驻区企事业单位的增多和人口的增加，为加强和便于行政管理，新设凯旋东路街道办事处和汉屯路街道办事处。

2000年6月，市属各区的行政区划又有较大调整，西工区安乐街道办事处改属洛龙区管辖，原郊区的红山乡和洛北乡的8个行政村改属西工区管辖。

2010年9月15日，市政府将西工区管辖的道北路街道办事处划归老城区管理；将老城区邙山镇管辖的大路口村、史家屯村划归西工区洛北乡管理；将西工区邙岭路街道办事处管辖的洛阳市殡仪馆所占区域划归道北路街道办事处管理；将道北路街道办事处管辖的中国民航飞行学院洛阳分院所占区域划归西工区邙岭路街道办事处管理。

2012年，洛北乡政府、红山乡政府变更为洛北街道办事处、红山街道办事处。

截至目前，西工区下辖1个省级开发区——河南洛阳工业园区、1个火车站地区管理处，9个街道办事处（洛北办、红山办、王城办、金谷办、西工办、邙岭办、唐宫办、汉屯办、凯东办）。

   西工区东至定鼎路，北接邙岭，与老城区毗连；西邻涧河，与涧西区相邻；西北与新安县、孟津县接壤；南至洛河，与洛龙区隔河相望。下辖河南洛阳工业园区（省级开发区），火车站地区管理处，洛北办事处、红山办事处、王城路办事处、金谷园办事处、西工办事处、邙岭路办事处、唐宫路办事处、汉屯路办事处、凯旋东路办事处。