周朝时期，仍国被封为任国；
春秋战国时代任国先后隶属于鲁、宋、齐国；
秦统一中国后，废任国而改为任城县；
南北朝北魏神龟元年（公元518年），任城县始建治于今市区驻地，同时在此设立了任城郡；
唐代，任城已经有了一定规模，成为东鲁地区的一个重镇，诗仙李太白就曾在任城居住达二十余年，现市区仍然留存有与他有关的古迹--太白楼和浣笔泉；
五代后周广顺二年（公元952年），设济州于巨野，任城县隶属济州；
金完颜亮天德二年（公元1150年），巨野发生大洪水，遂把济州州治迁至任城；
元至元八年（公元1271年），升济州为府，因“济水南汇泗，北汇汶，州居其中”，地势高而水患不至，取吉祥安宁之义，更府名为“济宁”。任城县也由此改称济宁县；
自元朝开始，运河改道东移流经济宁，使济宁成为南北转输的要地。到明永乐年间，济宁已是“水陆交会，南北要冲之区；襟带汶泗，控引江准、灌运咽喉”；
明清两朝，济宁的商户已发展到上千家，成为京杭运河沿岸的七大商埠之一，享有“江北小苏州”之誉，与淮阴、临清并列为运河三大名镇；
清乾隆年间，济宁已是“齐鲁之大邦，水陆之要冲”；
中华民国时期（1913年），废州府制设济宁县，隶岱南道，次年改属济宁道；
1928年撤销道的建制，济宁县直属山东省；
1933年隶属山东省第一区行政督察专员公署，日伪统治时期属兖济道。根据对敌斗争的需要，我党地方组织在这里建立过济宁县、济北县，在周边建立过兖济县、蜀山特别行政区等县级建制；
1949年，此地城南称济宁县，城北称济北县，后济宁县并入嘉祥县；
1951年2月，济北县改称济宁县，后经区划多次调整；
1958年，基本恢复了济宁县的原有区划，11月并入济宁市；
1965年5月，恢复济宁县；
1983年9月，组建地专级济宁市时，济宁县改设为济宁市郊区；
1993年，经国务院同意，济宁市市郊区更名为济宁市任城区；
2008年，经山东省政府同意，济宁市调整市中区与任城区行政区划；
2013年10月，经国务院批准，撤销济宁市市中区、任城区，设立新的济宁市任城区，任城区保留原370811的行政代码。