美溪林區(qū)，可追溯到唐朝，屬北海道黑水都督府，為黑水靺赫黑水部活動區(qū)。

遼、北宋時屬東京道鐵驪王府，為女真鄔畏于厥部活動區(qū)。

金、南宋時屬東京蒲與路屯河猛安。

元代屬遼陽行省水達達路桃溫萬戶府。

明代屬奴爾干都司屯河衛(wèi)轄區(qū)。

清代屬興東道。

1928年國民政府廢道，當時在伊春河一帶擬設伊春廳，美溪林區(qū)正置伊春廳所轄之內(nèi)，偽滿時隸屬三江省湯原縣。

抗日戰(zhàn)爭勝利后屬合江省湯原縣。

1947年隸屬于湯原縣管轄，名為集賢村。

1948年建立美溪村，隸屬于湯原縣第五區(qū)（南岔）管轄。

1952年劃歸伊春縣管轄。

1953年，設置美溪鎮(zhèn)，隸屬第一區(qū)。

1955年10月，撤銷美溪鎮(zhèn)設置美溪區(qū)，隸屬伊春縣。

1956年復設美溪鎮(zhèn)。

1957年設立伊春市美溪區(qū)。

1958年改為美溪人民公社。

1964年設立美溪區(qū)，隸屬伊春特區(qū)。

1967年隸屬伊春市。

1970年隸屬伊春地區(qū)。

1979年12月，隸屬伊春市。

2019年6月29日，撤銷伊春市美溪區(qū)。

2019年10月24日成立美溪鎮(zhèn)，隸屬伊美區(qū)。