新市區早年係平埔族西拉雅族四大社規模最大之新港社的所在地，新港社亦為臺灣自荷蘭統治時期以來最早接受西方文明之處，荷蘭人曾於此設置具學校功能的教堂，並以羅馬拼音紀錄西拉雅族語言，留下了重要的新港文書。明鄭時期，成為近山地區往來臺南府城的必經之地，因商旅行腳歇息之所需，逐漸形成新興市集，故有「新市仔」之稱。
清領時期在此設置「新港庄」；日本殖民統治時期1901年5月15日設「新市街驛」（今臺鐵新市車站），發展迅速，1920年臺灣地方改制時設置「新市莊」，歸臺南洲新化郡管轄。1945年二戰後改設臺南縣新市鄉，1946年1月20日成立新市鄉公所。1995年以來由於南部科學工業園區設於本區、善化區及安定區交壤處，高科技廠商陸續進駐，為新市的城鄉發展結構帶來重大的變化。2010年12月25日臺南縣市合併升格為直轄市後，「鄉鎮市」改為「區」、「村」改為「里」，原「新市鄉」隨之改制為「新市區」（並非指新的市區）。
