Trước đây, Phú Thượng là một xã thuộc huyện Phú Vang.

Ngày 11 tháng 3 năm 1977, huyện Phú Vang sáp nhập với huyện Hương Thủy thành huyện Hương Phú[3], xã Phú Thượng thuộc huyện Hương Phú.

Ngày 11 tháng 9 năm 1981, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 64-HĐBT[4]. Theo đó, sáp nhập xã Phú Thượng vào thành phố Huế.

Ngày 29 tháng 9 năm 1990, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 345-HĐBT[5]. Theo đó, chuyển xã Phú Thượng về huyện Phú Vang vừa tái lập.

Ngày 27 tháng 4 năm 2021, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 1264/NQ-UBTVQH14 (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 7 năm 2021)[1]. Theo đó, chuyển xã Phú Thượng trở lại thành phố Huế quản lý và thành lập phường Phú Thượng trên cơ sở toàn bộ 5,89 km² diện tích tự nhiên, 20.850 người của xã Phú Thượng.