从卓子山岩画透露出的信息可以看出，早在新石器时代，海南地区曾留下过北方游牧民族活动的足迹。奴隶制解体前后的夏、商、周时期，也曾有多个少数民族在这一地区活动。秦长城、汉墓地、明烽隧遗迹的存在以及青铜剑、铁芯箭、金属镞的出土说明，历史上这里曾经是金戈铁马、兵戎相见的边关战场。
    夏、商时(公元前21世纪～前11世纪)，今海南地区为渠搜、鬼方民族游牧地。
    西周至春秋时期(前11世纪～前476年)，今海南地区为猃狁游牧部落地。
    战国中期(约公元前314年)，今海南地区为楼烦、林胡等游牧部落所据。
    赵惠文王二年(前297年)，赵武灵王臣服西河(古为河南地，即内蒙古黄河以南地区)楼烦，辖今海南地区。
    秦始皇三十二年(公元前215年)，秦始皇派大将蒙恬率兵30万攻打匈奴，迫使匈奴向北退却700余里至阴山之北。从此，今广大的鄂尔多斯地区成为秦王朝版图内的一部分。秦统一全国后，“分天下为三十六郡”，在鄂尔多斯地区的有四郡:北地郡(今鄂尔多斯西南、宁夏以东地区)、六中郡、上郡、九原郡。在这四郡所辖境内，约建三四十县。秦始皇曾经进入北地郡，巡视北边。今海南地区归北地郡。
    在楚汉相争的岁月里，群雄逐鹿中原，边郡已无力据守，匈奴头曼单于的儿子——冒顿单于在发展经济、积蓄力量的基础上，“东灭东胡王，西击走月氏，南并楼烦、白羊、河南王”，至此，北地郡所辖的今海南地区也随之成为匈奴的游牧地。
西汉初年，在北地郡地域设朔方郡(郡府治所在今杭锦旗独贵塔拉一带)。今海南区属朔方郡沃野县辖地。
    三国时期，五原、朔方、西河、上郡、北地等郡地沦为匈奴的游牧地。继之多个少数民族进入这一地区。直至东晋元帝大兴二年(公元319年)，羯族石勒吞并了北方诸族的势力，建立后赵。其时今海南地区为后赵所辖。
    东晋穆帝永和九年(公元350年)，氐族苻洪建立前秦。后传至苻坚统一了北方的割据势力。其时居于河套境内的铁弗匈奴酋长刘卫辰归附了前秦，今海南地区为前秦所统。
    隋文帝开皇三年(公元583年)，废前朝诸郡，而设置州县。其时今河套地区为丰州辖境。隋炀帝大业三年(公元607年)，把所置州改为郡。其时海南地区属灵武郡的灵武县管辖。
    隋末，今海南地区成为突厥的游牧地。
    唐太宗贞观元年(公元627年)，将全国行政区划为十道，道以下设州、郡、县建制。关内道所辖的灵州，承隋朝灵武郡辖地，领黄河由南向北东岸狭长地带，拥有今鄂托克旗西部及海南地区。
西夏国时期，建都兴庆府(今银川市)。今海南地区属西夏国辖地。
元代，行政统属地以行省建制，省下辖路、府、州、县四级政权。其时今海南地区属甘肃行省宁夏府管辖。
    明朝洪武八年(公元1375年)，明军将河南王扩廓帖木尔部打败，收复河南地，其后在收复的河南地域设置卫所，当时今海南地区属宁夏卫辖境，隶陕西统领。
明朝后期，今海南地区皆入鄂尔多斯部。
    清王朝统一之后，对内蒙古地区实行蒙旗建制。今海南地区属鄂尔多斯右翼中旗(今鄂托克旗)管辖。
    民国元年(1912年)，中华民国政府将归绥道改为归绥观察使，行政权统辖，仍以盟旗旧域为界。
    民国2年(公元1913年)，中华民国政府将归化城副观察使改为军政厅和军民厅，并以绥远城将军为行政长官，脱离山西省管辖，成为绥远特别行政区建制。其时，今海南地区属绥远特别行政区管辖。
    民国19年(公元1930年)，绥远省政府在黄河以东，鄂托克旗地区建立沃野设置局，今海南地区为沃野辖地。
    民国26年(1937年)，将沃野县及沿河地域划归宁夏省，更名陶乐县。其时，今海南地区属宁夏省陶乐县辖地。
    中华人民共和国成立后，今海南地区属伊克昭盟鄂托克旗第三区(今阿尔巴斯苏木)。
    1952年12月，宁夏省同意将陶乐县境巴音陶亥乡的渡口村和雀儿沟以北、三道坎至王元地区域划规内蒙古自治区管辖。
    1954年12月23日，中共伊克昭盟委员会研究决定，建立伊克昭盟人民政府桌子山矿区办事处。1956年6月1日，在筹委会工作的基础上，正式成立了伊克昭盟人民委员会驻桌子山矿区办事处，驻地拉僧庙。矿区面积3000平方公里，总人口1478人。1958年1月28日，原桌子山矿区办事处撤销，桌子山矿区人民委员会成立；同年9月1日，伊克昭盟行政公署决定将矿区人委委托鄂托克旗领导。1959年4月，经内蒙古自治区人民委员会批准改变隶属关系，划规伊克昭盟管辖，改为县级建制，同年，宁夏回族自治区划巴音陶亥农场和3个生产队归内蒙古自治区伊克昭盟鄂托克旗管辖。
    1961年7月9日，经国务院批准，建立海勃湾市，驻地海勃湾，为伊克昭盟县级直辖市。撤销桌子山矿区人民委员会。其区域为:东至鄂托克旗阿尔巴斯苏木千里山以西，南至鄂托克旗巴音陶亥乡原界石嘴山渡口，北至杭锦旗交界达勒更沟距离黄河以东24华里的地方，西以黄河为界，南北长约100公里，东西宽约40公里，总面积约为4000平方公里。
    1975年8月30日，国务院决定撤销乌达市和海勃湾市，设置乌海市。
    1976年1月10日，乌海市革命委员会正式成立。下辖乌达、海勃湾、拉僧庙(今海南区)3个办事处。
    1979年12月13日，乌达、海勃湾、拉僧庙3个办事处改为3个区，执行国家县一级行政机构的职能。同时，拉僧庙办事处更名为海南区。
    1997年3月18日，原伊克昭盟鄂托克旗所辖巴音陶亥乡划归海南区管辖。