夏商周，城关区为羌戎居地。

秦始皇三十二年(前215年)，蒙恬率军10万北击胡，收复河南地，并于次年沿黄河置34个县，在今城关区东岗镇一带设榆中县。

汉昭帝始元六年(公元前81年)，分陇西、张掖、天水三郡地各二县，置金城郡，辖金城(县治在今西固区)等13县，城关区为金城县地。

东汉、三国(魏)、西晋，仍循西汉旧制。

东晋十六国时，城关区先后为前秦、后秦、前凉、北凉、后凉、南凉、西秦的金城郡金城县地。北魏改金城县为子城县，城关区属之。

隋文帝开皇元年(581年)，置兰州，领金城郡，郡领子城县，城关区属之。

开皇三年(583年)，废郡存州，在城关区置五泉县，属兰州。

炀帝大业三年 (607年)，改州为郡，兰州改称金城郡，城关区属金城郡五泉县。

大业十三年(617年)，西秦霸王薛举据金城郡地，在今城关区庄严寺 (今兰州报社)建府第。

唐武德二年(619年)，唐平薛举，改金城郡为兰州，并子城县入五泉县，五泉县为州治，城关区属之。

高宗咸亨二年(671年)，复改五泉县为金城县。

玄宗天宝元年 (742年)，又复五泉县名，同时，废州复金城郡。

肃宗乾元二年 (759年)，又改金城郡为兰州。

唐代宗广德元年(763年)，兰州为吐蓄据有。

唐宣宗大中五年 (851年)，沙州张义潮起兵收复兰州。

唐代，城关区为州、郡、县治所。

五代至北宋初，城关区先后为吐蔷、党项羌地。

宋神宗元丰四年 (1081年)，收复，入宋版图。

元丰六年(1083年)，在隋、唐旧城以北另筑新城，并于黄河北岸再置金城关。

宋徽宗崇宁三年(1104年)，在兰州城置兰泉县，隶兰州，属熙河兰廓路。

南宋绍兴元年、金太宗天会九年(1131年)，兰州为金地。金省兰泉县。城关区为兰州治所，属临洮路。

元朝统一中国后，兰州隶陕西行中书省巩昌总帅府辖，城关区仍为兰州治所。

明太祖洪武二年(1369年)，降兰州为兰县，属陕西布政使司临洮府辖。