石炭井位于市境西北角，西连内蒙古自治区阿拉善左旗，地处贺兰山腹地，是以煤炭采掘业为主的工矿区，总面积84平方公里。

    “石炭井”明末被称为“上迭里口”(蒙语)。清代至民国时期，前来挖煤的人渐多，遂将此地称作“石炭沟”。“石炭”者，“煤炭”也。l941年宁夏建设厅厅长李翰园视察此沟时，改“沟”为“井”，故名“石炭井”。据1942年马鸿逵主编的《十年来宁夏省政述要》载：“石炭井沟产烟煤，质坚有光，故名为石炭。”区境在当时属内蒙古阿拉善旗管辖。相传清代阿拉善王爷曾请平罗县官府代为经营该地煤窑，名为“代开”煤窑。直至20世纪50年代，石炭井地区仍被习惯地称为“代开地区”。为满足酒泉钢铁公司对炼焦煤的需求，国家从1958年起开始投资建设石炭井矿区。l959年1月，“代开煤田建井公司”在石炭井成立。

    1959年5月，在中央的主持下，宁夏和内蒙古两个自治区进行划界工作，将“代开地区”划归宁夏平罗县管辖(宁夏回族自治区民政厅《关于我区与内蒙古区划工作情况的汇报材料》)。同年11月，自治区同意在石炭井建立相当于区一级的县辖镇，行政管理区域包括石炭井、大磴沟、清水沟和大武口公社的新联管理区(宁夏回族自治区人民委员会《关于石炭井矿区行政区划和建立政权机构问题的批复》)。1960年7月2日，自治区决定在石炭井设置“大武口矿区”和“大武口镇”，大武口镇由大武口矿区领导，统归平罗县辖。

    1963年6月，今区境由平罗县划归石嘴山市。l968年在今大武口区成立“大武口镇革命委员会”，取代原设在石炭井的“大武口镇”，镇下设石炭井办事处，作为镇的派出机构管理石炭井地区。

    1970年10月23日，市革命委员会党的核心小组决定撤销大武口镇石炭井办事处，成立石炭区，石炭井地区从大武口镇划出，成为当时市辖2区之一。

    l973年6月，“石炭区”改称“石炭井区”。同年7月银北地区成立后，8月10日～l974年4月，石炭井区一度由银北地区直辖。

    1975年12月5日～l981年4月，石炭井区改称为“三区”，后经地名普查恢复原名。石炭井区户籍管理范围包括平罗县境内的白芨沟街、大峰街以及大武口区境内的沟口街街道办事处，而区境内的清水沟煤矿居民户籍则由大武l51区管理。

    截至2001年，区辖4个街道办事处、31个居民委员会，总人口6．62万人。

    2002年10月底，国务院批准撤销石炭井区，将原石炭井区的行政区域划归大武口区管辖。石炭井遂成为大武口的一个街道办事处。