漢朝時期，屬沓氏縣。
東晉時期，名“馬石津”。
隋唐時期，謂“都里鎮(zhèn)”。
元朝時期，稱“獅子口”。
明朝洪武四年（1371年），明太祖朱元璋派馬云、葉旺兩將軍率軍隊從山東蓬萊乘船跨海在此登陸收復遼東，因海上旅途一帆風順，遂將獅子口改名旅順口，沿用至今。
清光緒六年（1880年），清政府在此興辦北洋水師，建軍港、修炮臺、筑船塢、扎營盤，旅順口成為軍事要塞，旅順軍港成為當時世界上著名的五大軍港之一。
光緒二十年至二十一年（1894年—1895年）的中日甲午戰(zhàn)爭中，旅順被日軍攻占。
光緒二十四年（1898年）3月27日，沙俄以干涉還遼有功，迫使清政府與之簽訂了《旅大租地條約》，規(guī)定沙俄租借軍港旅順口、商港大連灣25年，同年5月7日，再次迫使清政府與之簽訂《旅大租地續(xù)約》。
光緒三十年（1904年）2月8日，日軍偷襲旅順口，日俄戰(zhàn)爭爆發(fā)，日軍奪取旅順口軍港。
民國三十四年（1945年）8月22日，根據雅爾塔協(xié)定，蘇聯(lián)紅軍進駐旅順，旅順港由蘇聯(lián)使用。
同年11月25日，旅順市政府成立。
1950年，成立旅大市后，旅順市為旅大市轄市。
1955年5月24日，蘇聯(lián)將旅順市歸還給中國，旅順市后來和大連縣合并，并稱為旅大市，旅順市屬于旅大市。
1960年1月7日，國務院批準撤銷旅順市建制，建立旅大市旅順口區(qū)。
1981年，大連劃市旅順劃區(qū)，旅順自此成為大連市的一個區(qū)。