龍井區舊稱「龍目井」，狹義而言，指本區龍泉里附近一帶，村中有一古井，狀似龍目吐珠，常年湧泉，味甘可口，為一勝景，大正九年〈1920年〉據此名勝而改稱為「龍井」。

　　本地自清國領臺後，隸屬諸羅縣水裡社，雍正元年歸彰邑管轄，為大肚西堡水裡社所屬荒地。龍井地方，原為拍瀑拉平族水裡社社域，雍正年間，初有林、戴、石三姓墾戶，向平埔族地拓墾於笳投一帶，當時尚屬未闢荒埔，直到漢人移民至此，耕地漸開而形成海埔厝、山仔腳及龍目井等聚落。

　　本區原屬貓霧西堡之一部分，乾隆中葉，始從貓霧、半線（彰化）二堡分出大肚堡，至光緒元年（1875）再劃分出為大肚上、中、下三堡，於是本區歸屬大肚中堡（南端有部分屬下堡）。

       光緒十一年（1885）臺灣建立行省，本區遂隸屬於臺灣縣大肚中堡、下堡。日治時代改屬臺中縣。明治三十四年（1901年）十月，改縣設廳，隸屬臺中廳塗葛堀支廳大肚中堡。

        明治四十二年（1909年）九月，日人當局改革地方政制，將原有二十廳，廢合為十二廳；以本地大肚中堡轄十三街庄，大肚下堡轄有九庄，廢塗葛堀支廳，設沙轆支廳，轄有大肚、笳投、塗葛堀、龍目井、梧棲港、沙轆、公館、牛罵頭、四塊厝等九區。而今本區所屬笳投、塗葛堀、龍目井區等。區設區役場，笳投區，區長役場設於大肚下堡汴仔頭庄，管轄大肚下堡內之笳投庄，汴仔頭庄等。塗葛堀區，區長役場設於大肚下堡塗葛堀庄，管轄大肚堡內之塗葛堀庄、福頭崙庄。龍目井區，區長役場設於大肚中堡山腳庄、管轄大肚中堡內之龍目井庄、山腳庄、新庄仔庄、井仔頭庄、三塊厝庄。

　　直到日治時代後期，也就是大正九年，本區隸屬臺中州大甲郡龍井庄。民國三十四年十月，改制為臺中縣大甲區龍井鄉。於民國三十九年底，改稱為「臺中縣龍井鄉」，99年12月25日改制為臺中市龍井區。

      本區區址自大正九年改制合併各區為「龍井庄」，庄役場設於茄投，約有二十餘年，因辦公廳舍狹小，於民國四十二年七月二十五日經區民代表會決議，遷建至龍井火車站前公路西側，民國四十三年五月九日區公所新建落成，至五十二年十一月十八日復遷於本區示範農地重劃興建之辦公廳舍。