1997年5月31日，国务院批准（国函[1997]40号）：设立天元区，辖原株洲县的群丰镇、马家河乡和原郊区的园艺场。区人民政府驻黄河北路。　7月，湖南省人民政府批复同意调整株洲市市辖区行政区划：天元区东、北以湘江河为界，南以群丰镇与雷打石镇界线为界，西以株洲市与湘潭市界线为界。
    2000年，天元区辖2个街道、2个镇。总人口120741人，各乡镇人口： 嵩山路街道 31001 泰山 路街道 40830 马家河镇 27411 群丰镇 21499 （根据第五次人口普查数据；单位：人）
    2004年，天元区辖2个街道、2个镇。
    2005年4月27日，株洲市人民政府转发省民政厅湘民行发[2005]10号文件批复：同意将天元区马家河镇的凿石、南塘、王家坪、栗雨4个建制村和王家坪社区划入泰山路街道办事处。行政区划调整后，马家河镇辖1个社区居委会、11个建制村，总面积51.86平方千米，总人口1.86万人，镇人民政府驻地不变；泰山路街道办事处辖15个居委会、8个建制村，总面积28.34平方千米，总人口5.34万人，办事处驻地不变。
    2005年，天元区增加1个街道办事处，调整1个镇、1个街道办事处的部分行政区域：增设栗雨街道办事处；调整马家河镇、泰山路街道办事处的部分行政区域。具体调整如下：马家河镇4个建制村和1个社区居委会划入泰山路街道办事处；设立栗雨街道办事处（办事处机关驻栗雨工业园）。
天元区是 1997年8月株洲市重新调整设立的新区。其前身1992年2月以前是国营园艺场，由株洲市郊区代管。
    天元区交通十分便利，京广、浙赣、湘黔三大铁路交汇点株洲火车站，离区仅1公里，公路四通八达，街道宽阔齐整，正在兴建的京珠高速公路贯穿本区，高等级公路天易路的修建为打通天元区到湘潭、长沙的通道，拉动区域经济发展发挥重要作用。天元区傍临湘江32.2公里，水运十分方便，距长沙黄花国际机场也只有60 公里，距大托铺货运机场仅35公里。通迅邮电业在天元区十分发达，新落成的邮电大厦是株洲市一道亮丽的风景线，全区程控电话装机容量达5万门。
    天元区城市建设设计起点高，质量高标准、上档次，6年来，城区面积达到了6平方公里，城市道路长度45公里，下水管道总长51.7公里，绿化面积1282亩，自来水管道长18公里，煤气管道长51公里，基本建设总投入达16亿2千余万元。