鎮海歷史悠久，小港橫山下、沙溪蛇山山麓，均已發現有新石器時代人類居住的遺迹。春秋末越國建國後，其地始有所歸屬。秦王贏政二十五年（前222年）置會稽郡，立句章縣，因本地處句章縣治之東，故稱句章東境，為時843年。唐武德4年（621）析古句章，分置姚、鄞兩州。八年，更鄞州為鄮縣，本地改稱鄮縣東境。唐元和四年（809），在鄮東甬江口建望海鎮，為鎮海建治之始。後梁開平三年（909）5月，吳越王錢鏐巡視明州，築城於望海鎮；閏八月，錢鏐因望海鎮地濱海口，有漁鹽之利，奏置望海縣（《太平寰宇記》），為建縣之始。未幾改為定海縣。當時縣境僅轄清泉、靈緒、崇邱和金塘四鄉。 宋熙寧十年（1077）劃鄞縣靈岩、泰邱、海晏三鄉歸定海，元豐元年（1078）劃金塘隸昌國，清泉析為東西兩鄉，自此縣轄七鄉，定為上縣。元時建置襲宋制。明洪武二十年（1387），昌國廢縣改衛，原昌國縣境（今舟山市）統隸於定海縣，直至清康熙年間。康熙二十六年（1687）改原定海縣為鎮海縣，定海建名達778年。次年，析出原昌國境另建定海縣。至此，舟山歸屬鎮海為時300年。鎮海縣建置相沿民國時期未變。
中華人民共和國建立後，因政治和經濟建設等因素，建置更迭與縣境變化甚頻。1954年底，龍山北部10個鄉鎮劃歸慈溪縣；慈東的河頭、長石等5鄉劃屬鎮海；杭州灣口灘滸島劃歸嵊泗。1958年自餘姚縣劃入汶溪鄉；同年底撤縣併入寧波市，1963年1月恢復鎮海縣建置。1985年7月，再次併入寧波市，同年10月正式撤銷縣建制，建立寧波市鎮海區。鎮海縣名共歷299年。縣自始建至撤銷為時1077年。
