桃城区位于河北省东南部，理位置优越，交通便利。铁路交通，京九铁路石德铁路在城区交汇，形成铁路交叉黄金十字。衡水站为京九铁路京南第一大站。是石德线联接京广、京沪、京九三条铁路大动脉的中心枢纽。公路交通，北京至广州的106国道纵贯市区，石黄、石青高速公路穿境而过。各级公路交织成网、四通八达。城区通讯发达，程控电话和移动通讯直全国各地和180多个国家和地区。各种通讯设施完备，性能良好，服务项目齐全。
衡水市桃城区前身为县级衡水市，由衡水县演变而来。
西汉时为桃县地，东汉时曾设桃城驿。桃城得名的历史距今已有2000余年。隋朝开皇十六年，公元596年，始置衡水县，以后历代归属虽屡有变更，而境域大体没变。新中国成立后，衡水县属衡水专区。专员公署驻衡水县城。1952年11月，衡水专署撤销，衡水县划归石家庄专区。1958 年12月，撤销武邑、枣强、冀县，并入衡水县。1960年5月，撤销石家庄专区，衡水县划归石家庄市。1961年5月，衡水县属同年复置的石家庄专区。同年7月，析衡水县并复置冀县(包括原枣强县地)。1962 年3月，又析衡水县复置武邑县，仍属石家庄专区。同年6月，复置衡水专区，衡水县属之。1982年1月，衡水镇从衡水县划出，建立县级衡水市，隶属衡水地区。
983年3月，衡水县撤销，辖区并入衡水市。
1996年7月，衡水地区撤销，设立地级衡水市。原县级衡水市改为桃城区。