明嘉靖十九年（1540）大冶縣設道士洑、磁湖等七個市，現(xiàn)西塞山區(qū)管轄的范圍是道士洑的全部和磁湖市的一部分。
清康熙年間，大冶縣設有石灰窯市、道士洑市。
清同治七年（1986）石灰窯市改為石灰窯堡。
民國十年，縣有十個區(qū)，第二區(qū)有申明堡、五廟堡、道士堡、石灰窯堡、黃石堡（區(qū)公所設在石灰窯）；民國二十三年（1934）《湖北縣政概要》載，大冶縣共設10個區(qū)公所，石灰窯區(qū)公所屬第二區(qū)，駐石灰窯；民國二十七年（1938）日寇入侵，大冶淪陷，日軍在大冶建立偽政權，并在石灰窯、黃石港兩鎮(zhèn)設“石黃示范區(qū)”，辦事機構在石灰窯；民國三十四年（1945）日本投降，國民黨接管大冶縣，恢復石灰窯鎮(zhèn)。
1949年5月15日石黃鎮(zhèn)解放，先后設立石灰窯工業(yè)特區(qū)、大冶工礦特區(qū)，下轄黃石港、石灰窯和申五、長樂、下章、鐵麓四鄉(xiāng)。
1950年8月黃石市人民政府成立，9月成立石灰窯鎮(zhèn)公所，次年8月撤銷，設上窯、下窯、勝陽港三個街人民代表臨時辦事處。
1952年8月設立石灰窯鎮(zhèn)公所，下設上窯、中窯、勝利、黃廠、車站、和平、民主、江邊、新市、勝陽港、下窯十一個街人民代表臨時辦事處及沿湖鄉(xiāng)、聯(lián)合村、菜園村。
1953年6月，勝陽港、新市劃歸黃石港鎮(zhèn)。
1955年4月撤銷石灰窯鎮(zhèn)，組建黃思灣、石灰窯、陳家灣三個街道。
1962年6月，成立黃思灣、石灰窯、陳家灣三個城市人民公社。
1972年1月，相應改為黃思灣區(qū)、石灰窯區(qū)、陳家灣區(qū)。
1979年4月黃思灣區(qū)、石灰窯區(qū)、陳家灣區(qū)三個區(qū)合并為一個大區(qū)定名為石灰窯區(qū)，成立石灰窯區(qū)人民政府，為縣級行政單位，下設石料山、陳家灣、上窯、下窯、黃思灣5個街道；同年12月西塞山區(qū)公所劃歸石灰窯區(qū)管轄。
1984年12月，下陸南湖鄉(xiāng)白塔崖大隊劃入石灰窯區(qū)。
1985年2月，設立西塞山鄉(xiāng)和黃荊山鄉(xiāng)；同年5月，大縣四顧閘鎮(zhèn)涼山、新閘兩村劃歸西塞山鄉(xiāng)，大冶四棵鄉(xiāng)的登峰村、湖山鄉(xiāng)（現(xiàn)汪仁鎮(zhèn)）的山上村劃歸黃荊山鄉(xiāng)。
1994年12月，大冶市河口鎮(zhèn)劃歸石灰窯區(qū)管轄。
2001年10月，石灰窯區(qū)更名為西塞山區(qū)。