西汉至三国魏朝时期，金沙镇境域属武威郡姑臧县。
西晋至十六国“五凉”时期，分属武威郡姑臧县和武兴郡晏然县。
北魏至隋初，属武威郡林中县。
唐宋年间，分属姑臧县和神鸟县。
元代时期，属永昌路西凉州。
明清时期，先后归凉州卫和武威县。
民国元年（1912年）后，分属武威县丰乐、金羊区。
民国三十八年（1949年）9月后，属丰乐、金羊区。
1952年7月，属第一区（金羊）、第十七区（怀安）。
1956年1月，为金沙乡。
1958年10月，金羊、金沙、中坝乡合并成立金羊公社。
1962年，成立金沙公社。
1983年7月，设立金沙乡。
1986年1月，金沙、新鲜乡并入金羊乡。
1991年11月，析设金沙乡。
2015年9月，撤乡建镇。