1947年5月 2日，阳泉解放。5月 4日，阳泉镇从平定县划出设市，归晋察冀边区二专区领导。全市面积约1平方公里，东至东营盘，西至平坦街，南至南山，北至平坦垴，有3个农村，39条街、巷、胡同。同日，在二专区领导下，中共阳泉市委、阳泉市人民政府成立。首先划分区域，按地区自然分布，全市划分为三个行政区。分别组建三个区的人民政府。同年7月，将一区、二区合并为一区，辖34个闾，三区改为二区，辖7个闾。民国37年（1948）8月，全市区划调整为4个区，一区、二区合并为一区，亦称市区（即城区前身），区划分为3个街，设立了街人民政府，形成了区、街、闾三级管理。一街人民政府辖15条街、巷、胡同，二街人民政府辖15条街、巷、胡同，三街人民政府辖9条街、巷、胡同。
1949年1月，一区人民政府撤销，改称一区区公所，为市政府的派出机构，并撤销街政府（实际未撤），重新划闾，按自然分布的15条街管辖。1950年2月，二区将16个村划归一区，一区下辖18个农村、15条街。接着试行城乡分管，区内设阳泉镇。7月，设立一区区公所、阳泉镇公所。一区城市部分为镇所辖，一区农村部分仍为一区管辖。1951年6月，阳泉镇改为三区，恢复三条街建制，辖三个街政府。1953年4月，一区、三区合并为一区，下辖13个乡、35个行政村，3个街政府、38条街、巷、胡同。1955年11月，撤销街闾建制，一区建立5个街道办事处，33个居民委员会，同时将13个乡改为7个乡，辖7个乡、35个村。
1956年1月，一区人民委员会改称站上区人民委员会。3月，将7个乡、5个街道重新划定为5个乡、35个村、6个街道，79个居民委员会。1957年8月，撤销站上区，农村部分划归郊区，城市部分归市直属。同年11月，6个街道办事处调整为4个。1958年，全市实现人民公社化，一区乡、街道办事处撤销，成立了矿区、站上、义井3个人民公社，由市直接领导。1963年2月，恢复站上区建制，站上区人民委员会辖5个人民公社，53个管理区（村），7个街道办事处，92个居民委员会。办公地址设在油篓沟的梨沟。1966年1月，站上区所辖矿区、北大街两个公社的 20个以粮食作物生产为主的大队，划归北大街公社，作为农村人民公社，将原站上区公社的小阳泉大队划归义井公社，区办公地址设在太上街广义巷四、五号院。至此，站上区人民委员会辖4个人民公杜、33个大队、93个居委会。1969年1月，义井、北大街、李家庄3个农村人民公社划归郊区，原义井公社的7个居委会留归城区，城区革命委员会辖两个公社、91个居委会。同年2月，站上人民公社撤销，矿区公社划出14个居委会，成立大庆路人民公社，后又建立大寨路公社、文革路公社，城区革命委员会辖4个人民公社、91个居委会。
1970年1月，矿区公社所辖的居委会从城区划出，郊区的义井、北大街两个公社划归城区。当时城区革命委员会辖5个公社、34个农村生产大队、52个居委会。1978年1月，推行城市与农村、农业人口与非农业人口分别管理的办法，城区将辛兴、旧街、义井、平坦4个公社划归郊区。1980年8月，撤销公社建制，城区恢复街道办事处，又新建南山路、义井、娘子关3个街道办事处，本区管理范围逐步扩大，郊区、平定县境内也有本区管辖的居民区，共建立居民区78个。
到1990年底，城区下辖上站、下站、北大街、南山路、义井、坡底6个街道办事处，110个居民委员会，办公地址也于1984年7月由新建路9号迁至南大街300号。
2017年5月，城区人民政府正式托管郊区义井镇14个行政村。托管后区域面积55.88平方公里，根据阳泉市城区第七次全国人口普查，全区常住人口为22.54万人。
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