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1949年新疆和平解放后，驻疆部队在头屯河建起新疆八一钢铁厂。
1956年7月，乌鲁木齐市设立头屯河镇。
1961年将头屯河镇改为头屯河区。
2000年，头屯河区辖4个街道：头屯河街道、火车西站街道、王家沟街道、乌昌路街道。
2011年1月，将1994年设立的国家级乌鲁木齐经济技术开发区与1961年建区的头屯河区合并，成为乌鲁木齐经济技术开发区（头屯河区）。