在五千年前，璧山就已有先民劳动生息。春秋战国时，县境为巴国地。周慎觐王五年(公元前316年)，秦灭巴。周赧王元年(公元前314年)，秦置巴郡江州县，今县域为江州县属地。据清同治4年《璧山县志》载：璧山“禹贡梁州之域，周为巴子国地，秦灭巴置巴郡为巴郡地，汉为巴郡地属益州，三国属蜀汉，晋为巴郡地属梁州，宋齐俱为巴郡地属益州，隋为巴江津二县地属渝州”。两汉时期，璧山境内经济发展已呈较高水平，来凤就设有驿站，成为成都至重庆的交通要道。东汉时期，璧山境内就已流行雕刻精美的画像石棺作为墓葬方式。

璧山自唐至德二年(公元757年)建县。据唐《元和郡县图志》(公元806年)记载：“壁山县，本江津、万寿、巴三县地，……川中有一孤山，西北二面险峻，东南面稍平，土人号为重壁山，至德二年(公元757年)置县，因山为名。”唐置县时，隶属渝州，其时县域包括今县境全部及今永川市、沙坪坝区含谷镇、北碚区澄江镇。

唐大历十一年(776年)，分壁山县西南部分地置永川县。北宋崇宁元年(1102年)，渝州改名恭州，壁山县隶属恭州。南宋淳熙十六年(1189年)，升恭州为重庆府，壁山县属之。元初，壁山县屡遭兵灾。元朝至元二十二年(1285年)，以壁山“地广人稀”并入巴县。明成化十九年(1483年)，复置壁山县，属重庆府，清康熙元年(1662年)，以“户口尚少，停壁山县铨，以永并治之”(即由永川县代管)。清雍正七年(1729年)，复置壁山县，改名“壁山”为“璧山”，隶属川东道重庆府。

民国3年(1914年)，璧山县属四川省东川道。民国17年撤销道，直属四川省。民国25年(1935年)，四川省下设行政督察区，璧山县属四川省第三行政督察区。

1949年12月1日璧山县解放，属川东区巴县行政专员公署管辖。是年12月20日，巴县行政专员公署改驻璧山，更名璧山行政专员公署。1951年4月，璧山专署迁至江津，改名江津专区，属之。1960年江津专署迁往永川。1968年，江津专区更名江津地区，璧山县属江津地区。1981年，江津地区更名为永川地区，璧山县属永川地区。1983年4月1日，永川地区与重庆市合并，璧山县属重庆市辖。1997年重庆设立直辖市，璧山县隶属重庆市。

唐置璧山县时，县署在今璧城街道。清雍正七年复置璧山县制时，因县城残破，衙署无存，短时寄治来凤驿。雍正十年(公元1732年)县令奉文在今璧城重建。此后，民国时的县政府、中华人民共和国成立后的县人民政府所在地一直在今璧城街道。

2014年5月2日，经国务院批准撤销璧山县，设立重庆市璧山区。