1945年设沙河口区，1946年改沙河口区民主委员会。1949年10月至1950年12月，隶属大连市。1950年12月16日，西山区并入沙河口区，为旅大市直属区。1980年8月，沙河区召开第九届人代会，决定将沙河口区革委会改为沙河口区人民政府。1981年3月，改称大连市沙河口区。
1950年12月，将原辖21个坊（含大连县西山区并入的13个坊）并为19个坊，即：长兴、中山公园、民运、玉华、如意、大侯家沟、小侯家沟、香一、香二、香三、香四、车家村、三春柳、南沙河口、台山、北甸子、马栏子、泉涌、西山坊。
1953年6月，撤销坊，改为19个街道居委会。1954年9月，又将19个街道居委会划为17个街道办事处，即：民权、中山公园、五一广场、长兴、联合、民运、玉华、昌平、如意、兴工、泉涌、马栏子、侯家沟、春柳、南沙河口、香一、香二。1956年9月14日，原小平岛区黑石礁街道划归沙河口区管辖。至此沙河口区共辖18个街道。1959年7月31日，原大辛寨子区凌水乡和棠梨沟乡划归沙河口区管辖。
1960年4月，在城区18个街道成立侯家沟、民权、兴工、中山公园、民运、春柳、香炉礁、玉华等8个城市公社；在郊区成立红旗、凌水2个农村公社。同时将黑石礁和马栏子2个街道分别划给附近农村公社。同年8月，成立沙河口区公社。原8个城市公社又合为春柳、中山公园、兴工、民运4个城市公社，2个农村公社未变。
1963年，撤销4个城市公社，改为民运、白山路、民权、长兴、兴工、香炉礁、侯家沟、春柳、黑石礁、马栏子、南沙河口、中山公园等12个街道。1969年9月各街道相继改为公社革命委员会。同时，将民运、香炉礁公社划归西岗区，1966年9月将红旗、凌水公社划归甘井子区管辖。至1976年末沙河口区共辖10个城市公社，即：拥军、民权、中山公园、兴工、长兴、红卫、黑石礁、南沙河口、胜利、春柳公社。1978年，撤销城市公社，恢复街道办事处。
1983年4月6日，原属西岗区管辖的沙河口火车站以西，大连机车厂第一职工宿舍以东，沈大铁路线以南，中长街以北的区域，划归沙河口区管辖。1985年12月21日，增设富国、西山、泉涌、车家、莲花山等5个街道（1987年1月组建完）。至此沙河口区共有15个街道。
1990年（？），沙河口区增设2个街道。1990年末，沙河口区辖中山公园、民权、长兴、兴工、南沙河口、侯家沟、马栏子、黑石礁、白山路、春柳、李家、西山村、泉涌、富国、车家村、莲花山、星海17个街道，共有335个居委会、6615个居民小组，总人口490088人。
1991年末，辖17个街道办事外：中山公园、民权、长兴、兴工、南沙、侯家沟、马栏子、黑石礁、白山路、春柳、李家、西村、泉涌、富国、车家村、莲花山、星海。1992年12月16日，经大连市政府同意，车家村街道办事处更名为华北路街道办事处。
1997年，沙河口区面积44.2平方千米，人口54万人。辖白山路、长兴、春柳、富国、黑石礁、侯家沟、华北路、李家、莲花山街道、马栏、民权、南沙、泉涌、西山、兴工、星海、中山公园17个街道。区政府驻同泰街。1998年末，沙河口区辖17个街道，389个居委会。
2000年第五次全国人口普查，沙河口区总人口638366人，其中：民权街道15895人，中山公园街道20397人，长兴街道13815人，白山路街道31907人，兴工街道26926人，春柳街道27317人，侯家沟街道33286人，马栏街道96673人，南沙河口街道76796人，黑石礁街道49856人，李家街道65299人，富国街道22271人，西山街道39656人，泉涌街道30813人，莲花山街道18625人，华北路街道31711人，星海街道38023人。
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。区划调整后，沙河口区辖9个街道：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。
