1969年戸塚区から分かれて瀬谷区が成立し、現泉区にあたる旧中川村のうち阿久和町（旧大字阿久和の北部）が同区に編入される。
1986年11月3日、栄区と同時に中和田支所（吏員派出所）管轄の地域が戸塚区から分区し、泉区が誕生した。区名は公募の結果に基づき、候補となった和泉区・泉区・いずみ区・弥生区・いずみ野区・富士見区・中和田区・西戸塚区・北戸塚区などの中から、泉が湧き出るように若い力を生み出し、未来に向けて発展する区であることを祈願し、清らかでさわやかなイメージがあり、簡潔で語調もよい「泉区」に決定した。
本来であれば区の大部分を占める旧中和田村に因んだ新区名が相応しかったが、一部に旧中川村（岡津町・新橋町・名瀬町・池の谷・緑園一〜七丁目・領家一〜四丁目・白百合一〜三丁目・西が岡一〜三丁目・桂坂・弥生台の各町）を含むため、事前に選考からは外されていた。
なお「泉区」は瑞祥地名に分類できるが、実際には、区中心部の和泉町がバックボーンにある。
1976年4月8日、相鉄いずみ野線がいずみ野駅まで開通。
1990年4月4日、いずみ野線がいずみ中央駅まで開通。
既に設置されていた区役所の最寄駅となる。
1999年3月10日、いずみ野線が湘南台駅（藤沢市）まで開通。
最終的にはJR平塚駅まで延伸できる免許を運輸省（現国土交通省）より受けているが、具体的な工事の予定はない。（すぐに延伸できる構造にはなっている）
1999年8月29日、横浜市営地下鉄が湘南台駅まで全面開通。

総面積23.56平方キロメートルは、市内18区中第9位、市総面積のうち5.42%。農地は市内最大面積。
横浜市の南西部に位置し、相模野台地と呼ばれる関東ローム層に覆われた比較的平坦な台地の一部で、区の西側を境川と和泉川が南北に流れ、北側を阿久和川、東側を宇田川（村岡川）が流れている。台地の辺縁には湧水が分布する。河川流域に農業地帯が開け、製糸業が行われていた。区内は歴史的な経緯より中川地区と中和田地区から成る。
西側は境川を市境として藤沢市・大和市と接し、北側は瀬谷区・旭区、東側と南側は戸塚区と接する。相鉄いずみ野線と横浜市営地下鉄の2本の鉄道路線、および神奈川県道22号横浜伊勢原線（通称長後街道 旧 大山道）が区を横断している。かつて戸塚区に属し、日立製作所戸塚工場・横浜工場、ブリヂストンの従業員らのベッドタウンでもあり、戸塚とのつながりが深い。
1965年以降に市営上飯田団地、県営いちょう団地などの大規模な公営団地の建設が相次いで行われ、1976年に相鉄いずみ野線が開通して、沿線を中心に、急速に宅地開発が進んだ。持ち家比率と、一戸建て率が市内一位である。
区内の数カ所で渓流の蛍をみることができる。
飯田団地、いちょう団地には中国残留孤児の帰国家族やインドシナの難民家族などが住み、多文化共生の試みが進められている。
2014年に飯田北小学校と統合する前の旧・いちょう小学校は在校生の約半数が外国籍であった。

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