道外区是哈尔滨形成较早的老城区。
清乾隆元年（1736），道外地区隶属阿勒楚喀副都统所辖。
乾隆十一年（1746）逐渐形成延爽街、平原巷等，光绪六年（1880）逐渐形成了桃花巷、天一街、头道街和二道街等道路。
光绪三十一年（1905），清代最后一个关道衙门-滨江关道署衙（哈尔滨关道）设置在傅家甸（今道外区），是哈尔滨最早的行政官邸。
1913年，道外区名为滨江县。
1929年，又名滨江市。
1932年，又称东、西傅家区，俗称傅家甸。
1956年，东、西傅家区合并，称道外区。
2004年，哈尔滨市行政区划调整，撤销原太平区，将其行政区域划归道外区管辖。
以松花江主航道为界，将松花江北岸原道外区所属的松北镇、松浦镇、万宝镇、太阳岛街道、三电街道划归新设立的松北区管辖。
2006年，又将原属阿城市的永源镇、巨源镇划归道外区管辖。
名称沿用至今。