相传800多年前，在今莱山大地上，一夜间来了一座小山（今烟台莱山机场内马鞍山），当时取名“来山”，后因山上草木丛生，遂演变为莱山，由此得名建镇建区。
夏商时期境域为莱夷地。春秋战国时期为齐国地。秦代为胶东郡腄县地。西汉为东莱郡东牟县地。东汉为青州东莱郡东牟县地。三国曹魏时为青州东莱郡东牟县地。西晋时期为青州东莱郡黄县地。南北朝刘宋时期为青州东莱郡牟平县地。南北朝北魏、东魏、北齐、北周时期均为光州东牟郡牟平县地。隋代为东莱郡文登县地。唐代为河南道登州牟平县地。北宋时期为京东东路登州牟平县地。金代为山东东路宁海州牟平县地。元代为宁海州牟平县地。明代为登州府宁海州地。清代为登州府宁海州地，隶属宁海州荆山乡和普济乡。
民国时期为山东省牟平（宁海）县地。1935年，属牟平县第二区和第三区。1942年，牟平县设12个区，属第十一、十二区。1945年，属牟平县祁山区、桂山区和檠山区。1948年，属牟平县第十三、十四、十五区
新中国成立后，境域先后归属牟平县、芝罘区、烟台市。1958年，牟平县撤销，属烟台市。初家、莱山、解甲庄人民公社先后成立。次年11月恢复牟平县，解甲庄公社划回牟平县。1962年，莱山公社划回牟平县。1965年，初家公社划回牟平县。1977年，初家公社划入烟台市（1983年8月改称为芝罘区）。1984年撤销人民公社设镇后，初家镇隶属芝罘区，莱山镇和解甲庄镇隶属牟平县。1994年7月，国务院批准烟台市设立莱山区。1994年12月，莱山区正式成立并挂牌，辖初家、莱山、解甲庄三个镇，区机关驻初家镇。现辖莱山、解甲庄、初家、黄海路、滨海路、院格庄六个街道和莱山经济开发区。