1949年9月19日，归绥市和平中华人民共和国成立后，玉泉区为归绥市人民政府驻地。1950年2月，归绥市人民政府将原旧城区（基本上是今玉泉区）划建为第二、第三、第四3个区公所，每个区公所设区长，区公所为市人民政府的派出机关。

1951年6月，将第四区公所改设第二区人民政府；第二、第三两个区公所合并改设第三区人民政府，驻兴盛街。上述两个区人民政府均为市辖县级区行政区域建制单位。1954年3月，将第二区命名为庆凯区，第三区命名玉泉区。

1956年11月，撤销庆凯区，将其原辖大西街等街巷划归玉泉区人民委员会管辖。1958年，玉泉区区域内组建得胜、清泉、长胜、大召、朝阳5个人民公社。1963年，将上述5个公社依次改建为小召前街、兴隆巷、长和廊、长胜、大南街5个街道办事处。1966年，更名为向阳区，1979年，复称玉泉区。1967年，将玉泉区更名为向阳区，并成立革命委员会。

1980年3月，恢复玉泉区名称，并经区人民代表大会选举产生玉泉区人民代表大会常务委员会和人民政府。玉泉区人大常委会和人民政府由议事厅巷迁驻公园西路。

1999年7月，原郊区的西菜园、小黑河、桃花3个乡划入，成为拥有农村的城乡一体化的新型市区。2012年末，辖大南街、长和廊、小召前街、兴隆巷、石羊桥东路、鄂尔多斯路、西菜园、昭君路8个街道，小黑河1个镇，共9个乡级政区；辖41个社区，54个行政村。