1949年8月3日株洲宣告解放，8月12日成立湘潭县株洲区人民政府。
1951年5月，株洲从湘潭县划出成立专辖市。第一个五年计划期间，株洲被列为全国重点建设的8个工业城市之一。国家将苏联援建的156个重点项目中的四项安排在株洲建设，即株洲硬质合金厂、南方动力机械公司、株洲电厂、株洲洗煤厂。随后，又安排兴建株洲冶炼厂、株洲化工厂、株洲电力机车厂、株洲车辆厂等20多个中央、省属企业。
1956年3月，株洲升格为省辖市，同时新设立市郊区。成为湖南除省会长沙外第1个省辖市。1965年4月又设立由市管辖的株洲县。
1983年5月，为发挥工业城市的中心作用，经国务院批准，将原属湘潭地区的醴陵县（市）、攸县、茶陵县、酃县（今炎陵县）划归株洲市管辖，共辖城市四区（含市郊区）、五县（市）。
1992年经国务院批准，在市区湘江西岸设立株洲高新技术产业开发区（国家级）。
1997年经国务院批准，株洲市撤销郊区建制将市区划分为天元、芦淞、荷塘、石峰四个行政区。
国务院1997年5月31日批复（国函[1997]40号）：设立芦凇区，辖原南区的建设、建宁、董家塅和原北区的贺家土4个街道，原郊区的曲尺、建宁、五里墩3个乡。区人民政府驻芦凇路。
2004年辖4个街道、3个乡。
2005年1月24日，湖南省民政厅关于芦凇区行政区划调整的批复（ 湘民行发[2005]7号 ）：一、同意撤销建宁乡和曲尺乡，将2个乡（不含原建宁乡的朱田铺建制村）的行政区域并入建宁街道办事处，行政区划调整后，建宁街道办事处辖17个社区居委会、12个建制村，总面积35.6平方千米，总人口9.94万人，办事处驻徐家桥。二、同意将原建宁乡的朱田铺建制村划入五里墩乡。（株洲市人民政府2005年1月28日株政办发[2005]3号批复）。
2010年末，白关镇、大京管委会、姚家坝乡划入芦淞区管辖。
2015年，芦淞区乡镇区划调整：白关镇与姚家坝乡成建制合并设立白关镇。五里墩乡与董家塅街道成建制合并设立董家塅街道。乡镇行政区划调整后，芦淞区共减少2个乡级建制。
