夏商周，城關區為羌戎居地。

秦始皇三十二年(前215年)，蒙恬率軍10萬北擊胡，收復河南地，并于次年沿黃河置34個縣，在今城關區東崗鎮一帶設榆中縣。

漢昭帝始元六年(公元前81年)，分隴西、張掖、天水三郡地各二縣，置金城郡，轄金城(縣治在今西固區)等13縣，城關區為金城縣地。

東漢、三國(魏)、西晉，仍循西漢舊制。

東晉十六國時，城關區先后為前秦、后秦、前涼、北涼、后涼、南涼、西秦的金城郡金城縣地。北魏改金城縣為子城縣，城關區屬之。

隋文帝開皇元年(581年)，置蘭州，領金城郡，郡領子城縣，城關區屬之。

開皇三年(583年)，廢郡存州，在城關區置五泉縣，屬蘭州。

煬帝大業三年 (607年)，改州為郡，蘭州改稱金城郡，城關區屬金城郡五泉縣。

大業十三年(617年)，西秦霸王薛舉據金城郡地，在今城關區莊嚴寺 (今蘭州報社)建府第。

唐武德二年(619年)，唐平薛舉，改金城郡為蘭州，并子城縣入五泉縣，五泉縣為州治，城關區屬之。

高宗咸亨二年(671年)，復改五泉縣為金城縣。

玄宗天寶元年 (742年)，又復五泉縣名，同時，廢州復金城郡。

肅宗乾元二年 (759年)，又改金城郡為蘭州。

唐代宗廣德元年(763年)，蘭州為吐蓄據有。

唐宣宗大中五年 (851年)，沙州張義潮起兵收復蘭州。

唐代，城關區為州、郡、縣治所。

五代至北宋初，城關區先后為吐薔、黨項羌地。

宋神宗元豐四年 (1081年)，收復，入宋版圖。

元豐六年(1083年)，在隋、唐舊城以北另筑新城，并于黃河北岸再置金城關。

宋徽宗崇寧三年(1104年)，在蘭州城置蘭泉縣，隸蘭州，屬熙河蘭廓路。

南宋紹興元年、金太宗天會九年(1131年)，蘭州為金地。金省蘭泉縣。城關區為蘭州治所，屬臨洮路。

元朝統一中國后，蘭州隸陜西行中書省鞏昌總帥府轄，城關區仍為蘭州治所。

明太祖洪武二年(1369年)，降蘭州為蘭縣，屬陜西布政使司臨洮府轄。