花溪地方早有建置。明洪武五年（1372）正月，设置贵竹长官司，属贵州宣慰司，三月置金筑长官司。万历十四年（1586）二月，以贵竹、平伐长官司地置新贵县，属贵阳府。清康熙二十六年（1687），置贵筑县。

民国三年（1914），迁贵筑县治于息烽，改称息烽县。同时设置贵阳县，花溪区属贵阳县管辖。民国二年（1913），贵阳县分设九个区，花溪区为第一区，名花仡佬，二十七年（1938）改花仡佬为花溪镇，开辟花溪公园。民国三十年（1941），废除贵阳县，以省城置贵阳市，郊区复置贵筑县，县治花溪，设花溪、乌当、白云三个区。

1950年，设贵阳专区，驻花溪镇，1952年，专署驻地迁贵定，改称贵定专区，贵筑县隶属贵阳市。1955年，贵筑县隶属贵定专区，1956年，贵筑县隶属安顺专区，1957年11月，贵筑县并入贵阳市。1958年2月，以原贵筑县城的一部分置花溪区。

2001年，小河镇升级为贵阳市小河区，从原花溪区划出。

2012年，撤消贵阳市小河区，并入花溪区。