秦时属南海郡。
西汉至东晋属番禺、四会县。
隋唐以后，因三水地区远离所属县治，官府鞭长莫及，成为“冲、难之区”。
唐朝至明朝属南海、高要县。
明嘉靖五年（1526），分割南海县34图、高要县17图，建置三水县，县治在白塔村龙凤岗（现西南街道河口城内村）。
明、清属广州府。
民国时期，1913年属粤海道。
1920年废道后直属省。
1949年10月三水县解放后，属珠江专员公署。
1952年属粤中行政公署。
1956年属佛山专区。
1959年3月2日至1960年9月并入南海县。
1960年，恢复三水县建制，1970年属佛山地区行政公署。
1983年6月后属佛山市。
1993年3月29日，撤销三水县，建置三水市（县级市），直属广东省，委托佛山市代管。
2002年12月8日，撤销三水市（县级市），设三水区，由佛山市管辖。