1860年第二次鸦片战争之后，资本主义列强势力侵入，1895年境内东北部部份地区被辟为德国租界。
1902年7月（清光绪二十八年六月），第一次海河裁湾工程竣工，原在河东的挂甲寺村和杨庄子落入河西。
1917年，建成天津市第一个行政建制区。
日本侵略中国时期，1938年（民国27年）5月，日伪市政当局调整区划。将特一区以外，原乡区二所，乡区五所各一部，东至海河、南至津浦铁路支线、西至大围堤、北至六里台，定为第六区。
1943年（民国32年）3月，日伪市政当局将特一区改为第十区。
1944年（民国33年）4月，日伪市政当局将六区、十区合并，仍称第六区。
1945年8月日本投降后，国民政府市政当局虽调整全市区划，但六区基本未动，区名亦未改。时辖区面积22.392平方公里。
1949年1月15日，天津解放，仍沿用六区旧称。
1952年10月区划调整。六区原辖何兴村移交五区；七区八里台一部及天津县灰堆村、下河圈村划归六区；同时将黑牛城村、纪庄子村移交天津县。另外，辖区北界略作调整，由开封道至马场道改为徐州道至马场道。调整后的区界，东至海河，南至跑马场、尖山、灰堆，西至卫津河、赤龙河，北至吴家窑、马场道、徐州道。辖区面积21.6平方公里。
1956年1月1日，市政府将六区改称河西区。
1958年10月1日，天津市实行新区划，将市内8个区和4个郊区裁并为6个行政区。南郊区2个镇10个乡、西郊区东部3个乡、东郊区海河西岸4个乡划入河西区。
1959年10月，黄骅县新、老上古林村，包括沿海、前进、胜利、工农、建国等农业社，划归河西区。
1962年2月，除黑牛城村外，原郊区部分及新、老上古林村划出。
1966年9月，河西区更名为红旗区；至1968年1月废止，复称河西区。
1981年2月，市政府决定将原属于南开区、西郊区的体育学院北新辟居民区划归河西区管辖。
1984年11月，区界调整。西郊区津盐公路（今卫津南路）以东区域划入河西区，纪庄子北新居民区、李七庄乡6个居委会和纪庄子村。同时，坐落于南郊区界内新建成的小海地、珠江道居民区也划入区境，该段区界南移至三水道及拟建的潭江道一线。调整后辖区面积增至39.831平方公里。
1991年10月28日，南段区界再次调整，将微山路至洞庭路一段由三水道向南扩至浯水道。辖区面积随之略增，达41.023平方公里。
1995年底，区界东至海河，南至双林农场引水河、浯水道一线，西至卫津河、卫津南路，北至废墙子河、马场道、徐州道，辖区面积41.023平方公里。
2006年4月，经天津市政府批准，设立河西区梅江街道办事处。
