明嘉靖十六年（1537），三边总制尚书刘天和弃内边不守，沿红柳沟至鸣沙另筑长城(实为堑墙)一百零八里五分，同时在今红寺堡镇团结村筑新红寺堡。
嘉靖四十年（1561）毁于地震，但红寺堡地名留存至当代。
1999年1月，中共红寺堡开发区工委正式挂牌成立。
2002年10月，红寺堡开发区划归吴忠市。
2005年，将原来的94个行政村合并为42个。
2009年9月，经国务院批准设立红寺堡区，以吴忠市红寺堡镇、太阳山镇、大河乡、南川乡的行政区域为红寺堡区的行政区域，区人民政府驻红寺堡镇，属吴忠市。