神农架林区是全国唯一以“林区”命名的行政区。1970年5月28日划兴山、巴东、房县部分地域设神农架林区，由湖北省直辖。以境内的神农架山而得名，驻地木鱼坪。1971年改属宜昌地区。1972年复归省直辖，驻地迁松柏镇。1976年改属郧阳地区。1983年8月19日复属省直辖至今。
神农架原名神龙架，后讹“龙”为“农”，缘于神农氏曾在此搭架采药的传说。
传上古时代神农氏（炎帝）为拯救黎民多瘟疫之难，跋山涉水来到神农架采药。曾在此遍尝百草，为民治病。由于千峰陡峭，珍贵药草生长在高峰绝壁之上，神农氏就伐木搭架而上，采得药草，救活百姓，最后在天门垭升仙为神，神农架因此而得名。这从1943年(民国32年)房县县长贾文治（河北三河县人）呈交给国民党湖北省政府的《神农架探察报告》中对神农架的命名可知，云“神农架起于何时，殆无可考。据当地土人云，昔时神农皇帝于其处采木建屋，工未遂而神农升天成神，空留屋架于人间，后人遂以神农架之名也。”
神农氏的传说在考古中得到了佐证。
1989年考古工作者在神农架朝阳河谷发现了距今120万年前的石器，境内阳日镇乐意村曾出土过石斧。1986年在红坪镇发现了距今10万年前的远古人类旧石器时代遗址－－古犀牛洞，洞内已发掘出土100多件旧石器和2020余件古脊椎动物化石。其中旧石器大多以黑色燧石为原料，也有少量以英砂岩为原料的，多为击打加工而成，有砍砸器、刮削器、石锤和雕刻器等。此外，在神农架发现了汉民族首部创世史诗《黑暗传》和《神农传》、《三神传》、《女娲尊经》等民间神话唱本，绝大多数与神农氏（炎帝）有关。
至于神农架的真正命名，其实说白了是沿用了一座古山名。神农架的称谓较多：如神农山、南山、熊山、神龙山、景山、神龙架、老君山等等。但查阅史料，直至1931年5月由商务印书馆出版的《中国古今地名大辞典》上，都还没有提到神农架。神农架最早的名称被称为“熊山”。《山海经》云：“又东一百五十里，日熊山。有穴焉，熊之穴，恒出入神人，夏启而冬闭……熊山，帝也。”一些学者认为，《山海经》中的“熊山”，从名称、地望、方位来看，即今之神农架。
神农架林区因神农架山而得名。
神农架的正式名称最早见于清代方志。据清同治年间编纂的《兴山县志》云：“老君山其最高处曰神农架，悬崖削立，林木蒙茸，人迹罕至。”后来出版的《湖北通志.舆地志.山川四》记述：“老君山，在(兴山)县西八十里，高三千丈，山最高处曰神农架，悬崖削立，人踪不至。”民国初年重修的《兴山县志》亦云：“县西北之神农架，县境第一高山也，神农山脉出四川……入县境为神农山，一名神农架山。”可见神农架（最高峰神农顶海拔3105.4米)、）先为山名，后才作地方名称的。
如今，神农架还保留着众多的与神农氏活动相关的地名、遗址、传说。如有“百草园”、“百草冲”、“百草坪”、“百草垭”等与神农尝百草有关的地名。燕子垭附近山宝洞传为神农氏当年的行宫（今红坪镇塔坪村古塔“人身牛首”的神农氏砖雕像，长28厘米、宽16厘米、厚11厘米，现保存于神农架林区文物管理所）。天门垭仙升台传为神农氏跨鹤仙升处（天门垭留香寨下两公里处的红河村发现了一座神农氏骑仙鹤上天庭的清代石刻雕像）。传神农氏居住在木城（在老君山附近）等。此外，下谷坪土家族乡境内的太子坡传为神农子柱的出生地，附近的隐子岩、离子坪、望子山等，分别是神农隐子、别子、望子的遗址等等。
神农架林区现辖松柏、阳日、木鱼、红坪、新华、大九湖6镇和宋洛、下谷坪2乡。
神农架地名故事
相传上古三皇五帝时期，人口已生育繁多，维持生计的猎物和植物的果实，已难以支撑。当时的五谷和杂草长在一起，药物和百花开在一起，哪些粮食可以吃，哪些草药可以治病，谁也分不清。黎民百姓食不果腹，生病只能等死！老百姓的疾苦，炎帝神农氏瞧在眼里，疼在心头。怎样给百姓充饥？怎样为百姓治病？
神农苦思冥想了三天三夜，终于想出了一个办法。第四天，他带着一批臣民，向西北大山走去。他们走哇，走哇，腿走肿了，脚起茧了，还是不停地走，整整走了七七四十九天，来到一个地方。只见沟壑纵横，层峦叠嶂，云雾缭绕，香气馥郁。神农他们正往前走，突然从峡谷窜出来一群狼虫虎豹，把他们团团围住。神农马上让臣民们挥舞神鞭，向野兽们打去。打走一批，又拥上来一批，一直打了七天七夜，才把野兽都赶跑了。那些虎豹蟒蛇身上被神鞭抽出一条条一块块伤痕，后来变成了皮上的斑纹。这时，臣民们说这里太险恶，劝神农回去。神农摇摇头说：“不能回！黎民百姓饿了没吃的，病了没医的，我们怎么能回去呢！”
他说着领头进了峡谷，来到一座茫茫大山脚下。这山半截插在云彩里，四面是刀切崖，崖上挂着瀑布，长着青苔，溜光水滑，看来没有登天的梯子是走不上去的。臣民们又劝他算了吧，还是趁早回去。神农摇摇头：“不能回！黎民百姓饿了没吃的，病了没医的，我们怎么能回去呢！”
他站在一个小石山上，对着高山，上望望，下看看，左瞅瞅，右瞄瞄，打主意，想办法。后来，人们就把他站的这座小山峰叫“望农亭”。然后，他看见几只金丝猴，顺着高悬的古藤和横倒在崖腰的朽木，爬过来。神农灵机一动，有了！他当下把臣民们喊来，叫他们砍木杆，割藤条，靠着山崖搭成架子，一天搭上一层，从春天搭到夏天，从秋天搭到冬天，不管刮风下雨，还是飞雪结冰，从来不停工。整整搭了一年，搭了三百六十层，才搭到山顶。传说，后来人们盖楼房用的脚手架，就是学习神农的办法。
神农带着臣民，攀登木架，上了山顶了，嘿呀！山上真是花草的世界，红的、绿的、白的、黄的，各色各样，密密丛丛。神农喜欢极了，他叫臣民们防着狼虫虎豹，他亲自采摘花草，放到嘴里尝。为了在这里尝百草，为老百姓找吃的，找医药，神农就叫臣民在山上栽了几排冷杉，当做城墙防野兽，在墙内盖茅屋居住。后来，人们就把神农住的地方叫“木城”。白天，他领着臣民到山上尝百草，晚上，他叫臣民生起篝火，他就着火光把它详细记载下来：哪些草是苦的，哪些热，哪些凉，哪些能充饥，哪些能医病，都写得清清楚楚。
有一次，他把一棵草放到嘴里一尝，霎时天旋地转，一头栽倒。臣民们慌忙扶他坐起，他明白自己中了毒，可是已经不会说话了，只好用最后一点力气，指着面前一棵红亮亮的灵芝草，又指指自己的嘴巴。臣民们慌忙把那红灵芝放到嘴里嚼嚼，喂到他嘴里。神农吃了灵芝草，毒气解了，头不昏了，会说话了。从此，人们都说灵芝草能起死回生。
臣民们担心他这样尝草，太危险了，都劝他还是下山回去。他又摇摇头说：“不能回！黎民百姓饿了没吃的，病了没医的，我们怎么能回去呢！”说罢，他又接着尝百草。他尝完一山花草，又到另一山去尝，还是用木杆搭架的办法，攀登上去。一直尝了七七四十九天，踏遍了这里的山山岭岭。
他尝出了麦、稻、谷子、高粱能充饥，就叫臣民把种子带回去，让黎民百姓种植，这就是后来的五谷。他尝出了三百六十五种草药，写成《神农本草》，叫臣民带回去，为天下百姓治病。神农尝完百草，为黎民百姓找到了充饥的五谷，医病的草药，来到回生寨，准备下山回去。他放眼一望，遍山搭的木架不见了。原来，那些搭架的木杆，落地生根，淋雨吐芽，年深月久，竟然长成了一片茫茫林海。神农正在为难，突然天空飞来一群白鹤，把他和护身的几位臣民，接上天廷去了。从此，回生寨一年四季，香气弥漫。为了纪念神农尝百草、造福人间的功绩，老百姓就把这一片茫茫林海，取名为"神农架"。把神农升天的回生寨，改名为“留香寨”。