民国时期沙坪坝地区属巴县。
1935年11月，巴县政府重新划分全县为五区，其中第一区署（驻龙隐镇福善堂）辖1镇17乡，时沙坪坝地域属之。
1939年6月，国民政府将巴县的沙坪坝、磁器口、小龙坎等一带划归重庆市政府，8月设重庆市政府沙磁区临时办事处（原小龙坎树人小学内）。
1941年2月，设立重庆市第十三区（辖高店、歌乐山、山洞、新桥、上桥5镇）、十四区（辖磁器口、童家桥、金沙街、沙坪坝、小龙坎、红糟房6镇）。
1946年，废镇设保一直维持至重庆解放。
1949年11月，重庆解放，成立十三、十四区人民政府。
1950年4月，原十三、十四两个区合并组成重庆市第三区。
1955年10月24日，重庆市第三区更名为重庆市沙坪坝区。
1995年1月，重庆市撤销巴县，划大坪、化龙桥（街道）归渝中区，划石桥铺、石桥镇归九龙坡区，同时从巴县划入陈家桥、曾家、虎溪、西永、土主、青木关、凤凰、回龙坝8镇。
2019年12月，沙坪坝区西部片区三街一镇（西永街道、虎溪街道、香炉山街道、曾家镇）纳入重庆高新区托管。