太子河区的地名源于流经当地的河流——太子河。
1980年设辽阳市郊区。
1984年5月10日，国务院批准：辽阳市郊区更名为太子河区。
因境内太子河而得名。
1984年，小祁家乡朝光村和太子河乡光辉村设朝鲜族村民委员会。
1994年，撤销小祁家乡，设立祁家镇。
1996年，太子河区面积150平方千米，人口10万人。
辖1个街道、1个镇、4个乡：新华街道、祁家镇、太子河乡、望水台乡、东京陵乡、东宁卫乡。
区政府驻青年街。
1999年，辽宁省政府批准：撤销太子河乡，将其所辖的行政村就近并入临近的街道办事处，其中新民村、大林子村、光辉村、北园村、徐柱子村、韩夹河村划入白塔区，将裕民村、国庆村、太子河村、兴隆村划入文圣区。
2002年1月8日，辽宁省政府批准撤销望水台乡，设立望水台街道。
调整后，太子河区辖2个街道、1个镇、2个乡：新华街道、望水台街道、祁家镇、东京陵乡、东宁卫乡。
将祁家镇部分行政区域交由辽阳经济开发区管理。
2004年，辽宁省政府批准：将太子河区新华街道八棵树社区（区域面积0.42平方千米）划归宏伟区光华街道。
区划调整后，太子河区区域面积为147.58平方千米，宏伟区区域面积59.06平方千米。
2009年10月18日，辽宁省政府同意将灯塔市张台子镇接官村、高营墙村，罗大台镇尖山子村划归太子河区东京陵乡管辖。
区划调整后，太子河区行政区域面积165.6平方千米（其中东京陵乡64.52平方千米），辖2个街道、1个镇、2个乡：新华街道、望水台街道、祁家镇、东京陵乡、东宁卫乡。
区政府驻新华街道青年大街57号。
2011年末，将新华街道划归白塔区，东京陵乡划归文圣区；划入辽阳县的沙岭镇、灯塔市的王家镇、白塔区的铁西街道（不含新民社区及硝堡社区曙光路区域）。
调整后，太子河区面积由165平方千米增至273平方千米。
2019年11月29日，经辽阳市人民政府批准同意，将原铁西街道、望水台街道合并，命名为铁西街道。