1946年建区时，开始建置坊公所。沙河口区下设19个坊公所。由于旅大市城市区划的变更，撤销了大连县建制，于1950年12月，将原大连县的西山区所属的15个村，移交沙河口区管辖，沙河口区共辖26个坊、村。

1953年6月，旅大市人民政府决定，将市区各坊公所改名为街道居民委员会。1954年9月，旅大市民政局决定，将街道居民委员会改称为街道办事处，合并为17个街道办事处。1956年9月，旅大市人民政府决定，撤销小平岛区建制，将原小平岛区所属的黑石礁街道，划归沙河口区管辖。此时，沙河口区共辖18个街道。

1966年9月，省、市决定将红旗、凌水两个农村公社划归甘井子管辖。1964年8月，市革委会决定，将香炉礁、民运街道划归西岗区管辖。1964年9月，市革委会决定，将街道办事处改为人民公社革命委员会，此时，沙河口区辖10个人民公社。

1978年12月，中共沙河口区委决定，将各公社革委会改为街道办事处。此时，沙河口区辖15个街道办事处。

1991年1月，沙河口区政府决定，将星海街道从黑石礁街道划分出来，设立星海街道办事处，此时，沙河口区辖16个街道。

2003年底，春柳街道、华北路街道与侯家沟街道合并为春柳街道，星海街道、富国街道合并为星海湾街道，兴工街道、泉涌街道与西山街道合并为兴工街道，中山公园街道、长兴街道与民权街道合并为中山公园街道。此时沙河口区辖有春柳街道、星海湾街道、兴工街道、中山公园街道、南沙街道、李家街道、马栏街道、白山路街道、黑石礁街道9个街道办事处。

2019年12月，按照大连市委市政府《关于适度优化全市街道行政区划设置的实施意见》文件精神，调整部分街道行政区划，减少了2个街道，拆分兴工街道，把原兴工街道的大庆社区、西山社区、宏发社区、恒苑社区4个社区与马栏街道合并，新成立马栏街道。原兴工街道的泉涌社区、永吉社区、兴新社区、兴盛社区、兴社社区、如意社区6个社区（含大连机车厂）与中山公园街道合并，新成立西安路街道。撤销星海湾街道、白山路街道，新成立星海湾街道。李家街道、春柳街道、南沙街道、黑石礁街道行政单元范围和名称保持不变。

2024年底，沙河口区辖有西安路街道、星海湾街道、黑石礁街道、南沙河口街道、马栏街道、李家街道、春柳街道7个街道。