1927年杭州市设江干、会堡两区，1930年改称第八、第九两区，1935年第八、第九两区合并为第五区，1949年改称江干区。
2000年第五次人口普查，江干区常住总人口565360人，其中：采荷街道68816人、凯旋街道63905人、闸弄口街道48170人、四季青镇85971人、彭埠镇91733人、笕桥镇87555人、丁桥镇22954人、九堡镇32669人、下沙镇48835人、经济开发区14752人。2000年末，全区户籍人口31.01万人，辖3个街道、6个镇，108个居民区、64个行政村。其中下沙镇（辖12个行政村、1个居民区，人口2.35万人）委托杭州经济技术开发区管理。
2001年，江干区调整凯旋街道与采荷街道管辖界线，以庆春东路为界，将庆春东路以北原由采荷街道管辖的区域划归凯旋街道管辖，将庆春东路以南原由凯旋街道管辖的区域划归采荷街道管辖。2001年末，江干区辖3个街道、6个镇，39个社区、15个居民区、64个行政村。
2002年4月29日，杭州市政府批复同意在下沙镇行政区域范围内设立白杨街道，辖区东至杭州经济技术开发区文津路、11号大街，南至12号大街，西至文渊路、2号大街、1号河渠、6号大街、1号大街，北至绕城公路，面积9.2平方千米，人口4.5万人，办事处（筹建中）驻杭州经济技术开发区3号大街。8月22日，杭州市政府批复同意撤销四季青镇，设立四季青街道，办事处驻杭海路103号，辖三堡、三叉、五福、水湘、唐祝5个社区，四季青、定海2个居民区，人口2.2万人，面积8.2平方千米；10月15日，四季青街道办事处正式挂牌成立。
2002年末，全区面积210.22平方千米，人口35.54万人。辖5个街道、5个镇：凯旋街道、采荷街道、闸弄口街道、四季青街道、白杨街道（筹）、笕桥镇、彭埠镇、丁桥镇、九堡镇、下沙镇。共有44个社区、15个居民区、59个行政村（一说54个社区、11个居民区、49个行政村；其中由杭州经济技术开发区管理的下沙镇辖10个行政村、2个社区、1个居民区，人口1.84万人）。2003年末，江干区辖5个街道、5个镇，69个社区、1个居民区、49个行政村。
2004年，根据《浙江省人民政府关于杭州市江干区部分行政区划调整的批复》（浙政函[2004]107号）和《杭州市人民政府关于江干区下沙镇撤镇建街的批复》（7月13日杭政函[2004]96号）：撤销下沙镇建制，在原有区域范围内建立下沙街道办事处。街道办事处驻中沙村。辖中沙、下沙、头格、七格、上沙、元成、新元、松合、湾南、东方10个行政村；智格、高沙2个社区和下沙1个居民区。常住人口2.35万，区域面积95.3平方千米。四至为东北从下沙东郊园向南沿海宁市围垦接壤处至钱塘江边；南以钱塘江为界；西与九堡镇八堡村、九堡村接壤，往北与余杭区乔司镇吴家村、胜稼村、学稼村接壤；北到乔司监狱往东至省第六监狱与余杭区乔司镇吴家村、南苑街道大园村及海宁市许巷乡唐桥村相接。该区域内的白杨街道（四至范围为：东至杭州经济开发区文津路、11号大街；南至12号大街；西至文渊路、2号大街、1号河渠、6号大街、1号大街；北至绕城公路。面积9.4平方千米）除外。
2004年末，江干区辖6个街道、4个镇：凯旋街道、采荷街道、闸弄口街道、四季青街道、白杨街道、下沙街道、笕桥镇、彭埠镇、丁桥镇、九堡镇。共有67个社区、1个居民区、49个行政村。
2005年末，江干区面积210.22平方千米，人口28.99万人，共有87个社区、1个居民区、29个行政村。
2006年末，江干区共有93个社区、1个居委区、25个行政村。区政府驻采荷街道庆春东路1号。其中，下沙街道（12个社区、1个居民区）、白杨街道（5个社区）委托杭州经济技术开发区管委会管理。
2014年9月30日，省政府（浙政函[2014]108号）批复同意撤销笕桥镇、彭埠镇、九堡镇、丁桥镇建制，其行政区域改由江干区政府直辖；12月25日，市政府（杭政函[2014]194号）批复同意设立笕桥、彭埠、九堡、丁兰四个街道。调整后，江干区辖10个街道。
