公元555年（西魏恭帝二年），分郫县南境和江原县东境，始置温江县，属益州蜀郡。
北周（公元557至581年）时，温江县属益州总管府蜀郡。
隋统一中国后，“经正疆理，划分九州”，州、郡、县设置屡有变动。公元583年（隋开皇三年）悉罢诸郡，以州统县，省温江入 郫县。公元603年（仁寿三年）又从郫县分置，名万春县。隋大业初省并诸州，改州为郡。公元606年（大业二年）又省万春县入郫县。
唐初，分天下为十道，实行州县二级制。公元620年（武德三年）复置万春县，属益州。公元627年（贞观元年）复改万春县名为温江县，属剑南道益州。公元742年（天宝元年）改益州为蜀郡，温江属剑南道蜀郡。公元757年（至德二年）分剑南道为东、西二节度，改蜀郡为成都府，温江属剑南道西川成都府。公元758年（乾元元年）改郡为州，温江属剑南道西川益州成都府。
五代时，蜀地先后为前蜀、后唐和后蜀辖境，地方政区建置，基本沿袭唐制，温江仍属剑南道西川益州成都府。
公元965年（宋乾德三年），太祖赵匡胤遣王全斌灭蜀，结束了五代十国以来的分裂局面，推行路、州、县三级制，于唐代剑南东、西两川之地置西川路，温江属西川路益州。公元981年（太平兴国六年）将西川路、峡西路合并为川峡路。公元1001年（咸平四年）分川峡路为益州路、梓州路、利州路、夔州路，总称四川路。公元1059年（嘉祐四年）改益州路为成都府路，后又恢复成都府剑南西川节度，温江属成都府路成都府剑南西川节度。南宋时，建置隶属关系与宋同。
元统一中国后，在大都（今北京）设中书省，在全国各地建置行中书省（简称行省），下设路、府
温江文庙
（司）、州、县。温江属四川等处行中书省成都路直辖录事司。
明初，仍置四川等处行中书省。公元1376年（洪武九年）改为四川承宣布政使司，省以下废路改府，省州改县，实行府、州、县三级制，温江属四川布政使司成都府。
清初，仍继明制，置四川等处承宣布政使司。公元1646年（顺治三年）改置为四川省。嘉庆初，于省、府之间加置道，形成省、道、府、州、厅、县制，直到清末。温江属四川省成绵龙茂道成都府。公元1908年（光绪三十四年）成绵龙茂道改名川西道，温江属四川省川西道成都府。
公元1912年（民国元年），北洋政府废道，以府、州、厅直隶于省。公元1913年（民国2年），划全川为7道，同时废除府、州、厅。次年，改全川为5道，实行省、道、县三级制，温江属四川省西川道。以后，军阀割据，形成“防区制”。公元1935年（民国24年），国民党入川主政，实行行政督察区制，划全川为18个行政督察区（后减为16个），温江属四川省第一行政督察区，并为第一行政督察区专员公署治地。
1949年12月26日温江解放。1950年划全川为川东、川南、川西、川北4个行署区，与西康省同属西南大行政区，温江属川西行署温江行政区，为温江行政区专员公署治地。1952年，撤销川西等4个行署区，恢复四川省建制，温江属四川省温江专区（1968年改为温江地区）。至1979年仍为温江地区行政公署治地。
1959年3月至4月，曾一度将温江并入崇庆县，但因未获批准，为时仅月余即分出复置。1959年7月1日，双流县并入温江，治地在温江城关镇。1962年10月20日，国务院决定复置双流县。同年11月1日，温江、双流正式分置。
1983年3月，国务院决定撤销温江地区，其所属行政区大部划归成都市。同年7月，温江正式隶属成都市。
1997年，温江县面积227平方千米，人口29.3万，辖10镇。县政府驻柳城镇。
1999年，温江县辖11个镇、4个乡：柳城镇、和盛镇、通平镇、天府镇、金马镇、公平镇、万春镇、永盛镇、永宁镇、涌泉镇、踏水镇；玉石乡、寿安乡、柳林乡、镇子乡。
2000年，根据第五次人口普查数据，总人口322290人，其中： 柳城镇 63271 、和盛镇 23634 、永盛镇 11537 、天府镇 24700 、金马镇 18757 、公平镇 24384 、万春镇 22127 、通平镇 14983 、永宁镇 20985 、涌泉镇 24102 、踏水镇 15714、 柳林乡 18379、 镇子乡 15345 、寿安乡 12078 、玉石乡 12294。有彝族、藏族、羌族、苗族、回族、蒙古族、土家族、傈僳族、满族、纳西族、布依族、白族、壮族、土族、侗族、瑶族、维吾尔族、满族、鄂伦春族、傣族等民族分布。
2002年4月14日经国务院批准，温江撤县设立成都市温江区，成为成都市特大中心城市的重要组成部分。
2003年9月2日，四川省人民政府（川府民政[2003]24号）批复同意温江区涌泉镇政府驻地由干家店子迁至花土村6组。辖10个镇，182个村：柳城镇、和盛镇、通平镇、天府镇、永盛镇、金马镇、涌泉镇、公平镇、万春镇、永宁镇、踏水镇、
2004年9月8日，四川省人民政府《关于同意温江区调整乡镇行政区划的批复》（川府民政[2004]38号）同意温江区调整乡镇行政区划。调整后，温江区辖6镇、4街道。具体如下：一、撤销柳城、天府、涌泉、公平、通平、踏水6个镇和玉石、镇子、柳林3个乡。二、扩大4个镇的行政区域：（1）将原玉石乡、通平镇所属行政区域并入寿安镇。寿安镇政府驻吴家场。（2）将原天府镇的临江、綦江、庆元、桂花、铁篱、大明、春林、友谊8个村所属行政区域划归和盛镇。和盛镇政府驻舒家渡。（3）将原踏水镇、镇子乡和原柳城镇的南岳社区居委会所属行政区域并入万春镇。万春镇政府驻原踏水镇踏水桥。（4）将原柳林乡的光明、双河、兴元、新春、瓦窑、新桥等6个村所属行政区域并入金马镇。金马镇政府驻太极地。三、原柳城、涌泉、公平3个镇和天府镇的部分行政区域实行街道办事处管理体制，设立4个街道办事处，由成都市按规定程序自行审批。
2004年9月13日，成都市人民政府批复同意温江区调整乡镇行政区划：一、设置柳城街道办事处，管辖区域为原柳城镇东大街、北街、小南街、西大街、和宁街、文化路、麻市街、庆丰街、德通桥、凤溪大道、鱼凫路、永宁路、黄金路、和平、万盛社区居委会和凉水、红光、燎原村以及原涌泉镇的新华村所辖区域，街道办事处驻原柳城镇来凤路； 二、设置天府街道办事处，管辖区域为国家级海峡两岸科技园区（包括原天府镇的梓潼、金桥、金义、维新村和原金马镇的新坝、高堰、清泰村）和原天府镇的柏树村和德全村、原柳城镇的笼堰村和前进村、原柳林乡柳江村所辖区域，街道办事处驻原天府镇天府街； 三、设置涌泉街道办事处，管辖区域为原涌泉镇的五福、凤凰、华丰、花土、共耕、共和、前锋、高灯、明光、洪江、双堰村和原柳林乡的大田村所辖区域，街道办事处驻原涌泉镇花土村； 四、设置公平街道办事处，管辖区域为原公平镇和原柳城镇的合江、太极村、长安路社区居委会所辖区域，街道办事处驻原公平镇公平场。
2004年，温江区辖4个街道（柳城、天府、涌泉、公平）、6个镇（和盛、永盛、金马、万春、永宁、寿安），27个社区委员会、166个村委会；面积277平方千米，人口密度1143人/平方千米。
2005年，温江区辖4个街道、6个镇：柳城街道、公平街道、涌泉街道、天府街道、和盛镇、永盛镇、金马镇、永宁镇、万春镇、寿安镇。
2006年10月，成都市政府正式批准温江区的万春镇、金马镇和永宁镇增设街道办事处。根据规定，增设的街道办事处为区政府派出机构，分别与万春镇、金马镇、永宁镇政府合署办公，实行“两块牌子，一套人马”的管理模式，所辖区域和驻地均保持不变。随着经济的迅速发展和城乡一体化的推进，万春镇、金马镇和永宁镇的城市化率得到较大幅度的提高，外来人口不断增多，城区面积增大，这些乡镇也逐渐开始行使一部分城镇管理职能，因此，在温江区万春镇、金马镇、永宁镇增设街道办事处就显得尤为重要。