皇姑区位于沈阳市区北部，是辽宁省政府、省政协和辽宁省军区所在地。辖12个街道：三台子街道、辽河街道、黄河街道、三洞桥街道、华山街道、寿泉街道、塔湾街道、明廉街道、新乐街道、舍利塔街道、北塔街道、陵东街道。区政府驻庐山路3号。
地势北高南低，起伏很小，地势较为平坦。最低点为39米，最高点为45米。北部是丘陵地带，南部是古浑河的河道。新开河由东向西横贯全区。属温带大陆性气候。年均温7.8℃。名胜古迹有新乐古文化遗址、无垢净光舍利塔、昭陵等。中国现代史中的皇姑屯事件和“九一八”事件发生于此。
清朝时期，皇姑地区是一片农田，有几个村屯，几十户农家。1907年（光绪三十三年）京奉铁路设皇姑屯车站，从此，这一地区兴起工业、商业和运输业，居民不断增加，逐渐形成城镇。1913年（民国二年）有属沈阳县第九区管辖的新市村、保合堡、东沙河子、北牌、新安村、皇姑屯、塔湾、御花园、北沙河子等9个村和第七区管辖的三台子，共计10个村。1929年（民国十八年）划归沈阳市第六区管辖，有顺城大街、工程司大街、兴隆大街、皇姑屯前街、皇姑屯中街、皇姑屯后街（今亚明、克俭一带）。
1931年，“九·一八”事变后，属伪奉天省沈阳县第九区管辖，有皇姑屯、塔湾、北牌、新市村、北沙河子、东沙河子、新安村、保合堡等8个主村；属第七区有三台子，共计9个主村。1937年末，皇姑地区划归伪奉天市辖城区。1938年1月，伪奉天市公署实施《奉天市区条例》，现在的皇姑区，包括当时的皇姑、北陵两区公所。1947年9月l日沈阳市由17个区改划为24个区，将皇姑区西部划出，设塔湾区。
1948年11月20日，沈阳解放后，沈阳特别市政府命令，将原皇姑、北陵、塔湾三个区合并为皇姑区，成立皇姑区政府，同时在皇姑区内设北陵分区。1949年6月，成立皇姑区人民政府。1955年5月，改称皇姑区人民委员会。1966年“文化大革命”初期，皇姑区曾更名为红卫区，1968年6月24日沈阳市革委会决定恢复皇姑区名称。1968年7月皇姑区人民委员会改为皇姑区革命委员会。1980年9月，改称皇姑区人民政府。
1938年，皇姑区位于铁西区之北，皇姑屯车站附近，下辖三关街、大宝街、大成街、大平街、大元街、大享街等7个分区公所，占地面积18平方千米。北陵区以昭陵为中心，在皇姑区之东，下辖安民街、昭平街、昭安街、万年街、昭隆街、昭盛街、北陵街、卫陵街、顺天街、瓦当街、北塔街等11个分区公所，占地面积约26平方千米。
1945年8月，国民党政府皇姑区公所设在崇礼街1段16号，下设以序数命名的11个联保办事处，管辖有雪耻街、才智街、重义街、克俭街、崇礼街、明廉街、辅仁街、尚勇街等8个街。北陵区公所设在维德街1段50号，下设以序数命名的8个联保办事处，管辖有安民街、诚信街、精忠街、维德街、瓦当街、北塔街、陵东街、至孝街、和悌街、北陵街等10个街。1947年取消联保，成立35个保。
1948年11月全区总人口102645人。1949年3月末，皇姑区先后成立高道、顺城、克俭、皇姑站、亚明、雪耻、昆山、崇山、重义、寿泉、塔湾、明廉、保安、诚信、中原等16个甲等街公所和维德、和悌两个乙等街公所及瓦当、尚勇两个村公所（也称村政府），919个居民小组。1949年全区总人口153447人。
1950年2月1日，按照沈阳市人民政府《关子取消街公所，加强派出所的命令》，各街民政工作，分别由高道、顺城、克俭、皇姑站、亚明、雪耻、崇礼、重义、寿泉、塔湾、明廉、安民、诚信、二空桥、维德、至孝、柳条湖、陵西等18个公安派出所兼管。1950年10月为加强北陵飞机场的保卫工作，将北郊财落堡区三台子和观音屯两个村公所划归皇姑区，命名三台子村公所，随后成立三台子公安派出所。1952年派出所不再管街政，民政干部独立办公。1953年第一次人口普查全区总人口274801人。
1955年6月，皇姑区共成立塔湾、重义、明廉、三台子、三洞桥、克俭、皇姑站、诚信、崇礼、维德、亚明、二空桥（原昆山）、至孝（原和悌）、寿泉（原中原并入）、雪耻、安民（原保安并入）、顺城、柳条湖（原瓦当村政府）和陵西（原尚勇村政府）等19个街道办事处和上述19个派出所。