西湖區(qū)自秦到清，屬錢塘縣（隋朝開皇九年改為杭州）。1912年即民國元年歸屬杭縣。1927年劃為杭州市第四區(qū)，1949年5月杭州改為西湖區(qū)。

早在大革命時期的1927年7月，建立了中共杭州西湖區(qū)委員會，馬東林任區(qū)委書記，直屬省委領(lǐng)導(dǎo)。1927年9月，省委決定建立中共杭州縣委（又稱杭縣委），領(lǐng)導(dǎo)六個區(qū)委。從此，中共杭州西湖區(qū)委直屬杭州縣委領(lǐng)導(dǎo)，由縣委委員馬東林兼任區(qū)委書記。

1949年5月3日杭州解放，5月11日，中國人民解放軍杭州市軍事管制委員會即派軍代表劉中、牟西山、李云萍等接管了國民黨第四區(qū)公所。5月30日建立了西湖區(qū)人民政府，6月22日，經(jīng)省委批準(zhǔn)，建立了中共杭州市西湖區(qū)委員會。  1952年11月10日，建立古蕩區(qū)。1955年5月撤銷古蕩區(qū)建制，并入西湖區(qū)。

1958年4月市委決定，市園林管理局與西湖區(qū)人民委員會合署辦公。1961年3月，市委決定市園林管理局從西湖區(qū)（公社）劃出由市直接領(lǐng)導(dǎo)；并將錢塘聯(lián)社的上泗公社劃入西湖區(qū)。同年5月，余杭留下公社的九個生產(chǎn)大隊和留下鎮(zhèn)劃入西湖區(qū)管轄。

1966年5月開展的“文化大革命”運動，很快波及到西湖區(qū)，使西湖區(qū)陷于“文革”十年動亂之中，區(qū)委及其工作機構(gòu)受到嚴(yán)重沖擊。在這種情況下，1967年3月，由區(qū)人武部牽頭，成立了區(qū)生產(chǎn)辦公室，領(lǐng)導(dǎo)和組織全區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1968年5月，成立了西湖區(qū)革命委員會，實行黨政“一元化”領(lǐng)導(dǎo)，同年10月建立了區(qū)革命委員會黨的核心領(lǐng)導(dǎo)小組。

1969年3月，撤銷西湖區(qū)建制，建立杭州市郊區(qū)，并建立了郊區(qū)革命委員會和黨的核心領(lǐng)導(dǎo)小組。 

1972年12月，以市園林管理局為基礎(chǔ)重建了西湖區(qū)，建立了西湖區(qū)革命委員會和中共西湖區(qū)委，與市園林管理局兩塊牌子，一套班子，并與郊區(qū)同時并存。

1977年10月，西湖區(qū)與市園林管理局分開，郊區(qū)與西湖區(qū)合并，定名為西湖區(qū)，同時建立中共西湖區(qū)委。  

1987年底，西湖區(qū)直轄四鄉(xiāng)、四鎮(zhèn)、五個街道，面積228.38平方公里，占杭州市區(qū)總面積的53.11%，全區(qū)人口301824人，其中農(nóng)村人口114984人。 

1988年1月至1993年12月，西湖區(qū)的區(qū)域與1987年相同，未發(fā)生變更，仍直轄西湖、龍塢、袁浦、周浦四個鄉(xiāng)，祥符、古蕩、留下、轉(zhuǎn)塘四個鎮(zhèn)，北山、南山、靈隱、西溪、翠苑五個街道。  

1995年袁浦鄉(xiāng)撤鄉(xiāng)建鎮(zhèn)。 

1996年5月9日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，將原蕭山市浦沿、長河、西興鎮(zhèn)和原余杭市三墩鎮(zhèn)劃歸西湖區(qū)管轄。同年5月24日，經(jīng)浙江省民政廳批準(zhǔn)，將西興鎮(zhèn)的東湘、杜湖、湖頭陳3個行政村從西湖區(qū)劃出，歸屬蕭山市城廂鎮(zhèn)管轄。7月24日，杭州市人民政府決定，將原余杭市三墩經(jīng)濟(jì)區(qū)蔣村辦事處隨區(qū)劃調(diào)整轉(zhuǎn)為杭州市西湖區(qū)人民政府蔣村辦事處，作為杭州市西湖區(qū)人民政府派出機構(gòu)。至此，西湖區(qū)轄有北山、南山、西溪、靈隱、翠苑5個街道和1個蔣村辦事處，西湖、周浦、龍塢3個鄉(xiāng)和古蕩、留下、祥符、三墩、轉(zhuǎn)塘、袁浦、浦沿、長河、西興9個鎮(zhèn)，面積403.2平方公里。

1996年12月12日，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，同意設(shè)立杭州市濱江區(qū)，并對杭州市市轄區(qū)的行政區(qū)劃又作了調(diào)整，將西湖區(qū)的祥符鎮(zhèn)劃歸拱墅區(qū)管轄；將浦沿、長河、西興三鎮(zhèn)劃歸濱江區(qū)管轄。1996年12月30日，經(jīng)浙江省民政廳批準(zhǔn)，將蔣村辦事處改為鄉(xiāng)建制。 

1997年6月19日，區(qū)委決定建立蔣村鄉(xiāng)籌建領(lǐng)導(dǎo)小組；同年9月23日，蔣村鄉(xiāng)人民政府正式成立。 1997年12月28日，又經(jīng)省民政廳批準(zhǔn)，將龍塢鄉(xiāng)改為鎮(zhèn)建制。全區(qū)轄北山、南山、西溪、靈隱、翠苑5個街道，西湖、周浦、蔣村3個鄉(xiāng)和古蕩、留下、龍塢、轉(zhuǎn)塘、袁浦、三墩6個鎮(zhèn)，面積 312.91平方公里。  

1998年8月19日，經(jīng)杭州市民政局批準(zhǔn)，同意將蔣村鄉(xiāng)的駱家莊、五聯(lián)村劃出，建立西湖區(qū)人民政府文新街道辦事處。是年底，全區(qū)人口434793人，其中農(nóng)業(yè)人口127034人，是杭州市6個城區(qū)中面積最大、人口最多的區(qū)。 

2002年9月19日，中共杭州市委、杭州市人民政府決定調(diào)整杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)、西湖區(qū)和杭州之江國家旅游度假區(qū)管理體制，杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)管委會與市園文局實行“一套班子、兩塊牌子”的管理體制，將西湖區(qū)的西湖街道，靈隱街道的金沙港社區(qū)，以及北山街道的棲霞嶺社區(qū)沿北山路以南部分包括孤山、蘇堤、白堤，交由杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)管委會托管。現(xiàn)屬西湖街道的珊瑚沙村，不隨西湖街道交杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)管委會托管。

2003年，西湖區(qū)靈隱街道新建五云、夢湖社區(qū)。龍塢鎮(zhèn)撤銷葉埠橋、葛衙莊行政村建制，轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)撤銷沈家弄、橫橋、凌家橋、石龍山、雙流、村口行政村建制，留下鎮(zhèn)撤銷小和山、屏峰、橫街行政村建制，蔣村鄉(xiāng)撤銷登云圩行政村建制，分別新建葉埠橋、葛衙莊、沈家弄、橫橋、凌家橋、石龍山、雙流、村口、小和山、屏峰、橫街新村、橫街、登云圩社區(qū)。蔣村鄉(xiāng)撤銷蔣村街居民區(qū)，新建蔣村街社區(qū)。三墩鎮(zhèn)撤銷望月橋、浦家橋社區(qū)，新建水月、望月、蘭里社區(qū)。留下鎮(zhèn)撤銷安樂、大街、西苑社區(qū)。2003年底，西湖區(qū)轄7個街道、5個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)，110個社區(qū)、3個居民區(qū)、80個行政村：北山街道、靈隱街道、西湖街道、西溪街道、翠苑街道、文新街道、古蕩街道、留下鎮(zhèn)、轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)、三墩鎮(zhèn)、袁浦鎮(zhèn)、龍塢鎮(zhèn)、蔣村鄉(xiāng)、周浦鄉(xiāng)。  　

2004年，撤銷留下鎮(zhèn)東岳村、楊家牌樓村、西穆塢行政村，花塢社區(qū)，新東岳社區(qū)，屏峰社區(qū)和屏峰新村社區(qū)，新建新東岳社區(qū)、楊家牌樓社區(qū)、西穆塢社區(qū)、屏峰社區(qū)，調(diào)整楊家牌樓、金魚井社區(qū)范圍，調(diào)整東岳社區(qū)范圍，調(diào)整小和山社區(qū)和橫街社區(qū)范圍。撤銷蔣村鄉(xiāng)包建村、王家橋村、周家村、三深村、深潭口村、蔣村村、龍章村、楊家埭村、雙龍村、合建村，新建包建社區(qū)、王家橋社區(qū)、周家社區(qū)、三深社區(qū)、深潭口社區(qū)、蔣村社區(qū)、龍章社區(qū)、楊家埭社區(qū)、雙龍社區(qū)、合建社區(qū)。撤銷翠苑街道曲河社區(qū)，調(diào)整黃姑山社區(qū)范圍。撤銷轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)桕聯(lián)村，新建桕聯(lián)社區(qū)。撤銷三墩鎮(zhèn)吉鴻村，新建吉鴻社區(qū)。撤銷龍塢鎮(zhèn)大清村，新建大清社區(qū)。  　

2004年底，西湖區(qū)轄7個街道、5個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)，122個社區(qū)、3個居民區(qū)、64個行政村。  

2005年12月31日，西湖區(qū)轄7個街道、5個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)：北山街道、靈隱街道、西溪街道、翠苑街道、文新街道、古蕩街道、西湖街道；轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)、留下鎮(zhèn)、袁浦鎮(zhèn)、三墩鎮(zhèn)、龍塢鎮(zhèn)；周浦鄉(xiāng)、蔣村鄉(xiāng)。共有122個社區(qū)、3個居民區(qū)、64個行政村。   

2006年底，西湖區(qū)轄7個街道、5個鎮(zhèn)、2個鄉(xiāng)，123個社區(qū)、64個行政村。其中，西湖街道（下屬9個村、6個社區(qū)）委托西湖風(fēng)景名勝區(qū)管委會管理。  

2007年，根據(jù)浙江省人民政府《關(guān)于杭州市西湖區(qū)部分行政區(qū)劃調(diào)整的批復(fù)》（浙政函[2007]147號）和杭州市人民政府《關(guān)于西湖區(qū)部分行政區(qū)劃調(diào)整的批復(fù)》（杭政函[2007]188號）文件精神，西湖區(qū)行政區(qū)劃進(jìn)行如下調(diào)整：

一、撤銷袁浦鎮(zhèn)、周浦鄉(xiāng)建制，合并設(shè)立雙浦鎮(zhèn)，并將轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)何家埠、回龍2個行政村劃歸雙浦鎮(zhèn)管轄。調(diào)整后，雙浦鎮(zhèn)轄2個社區(qū)、30個行政村，鎮(zhèn)政府暫駐袁浦街99號。

二、撤銷轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)、龍塢鎮(zhèn)建制，合并設(shè)立轉(zhuǎn)塘街道辦事處，并將靈隱街道辦事處珊瑚沙、五云2個社區(qū)劃歸轉(zhuǎn)塘街道辦事處管轄。調(diào)整后，轉(zhuǎn)塘街道辦事處轄25個社區(qū)、16個行政村，街道辦事處暫駐轉(zhuǎn)塘直街7號。

三、靈隱街道辦事處劃出珊瑚沙、五云2個社區(qū)，調(diào)整后，靈隱街道辦事處轄4個社區(qū)、9個行政村，街道辦事處駐地不變（靈隱路18-3號）。

四、蔣村鄉(xiāng)登云圩社區(qū)劃歸文新街道辦事處管轄。調(diào)整后，文新街道辦事處轄12個社區(qū)，街道辦事處駐地不變（文三西路428號）。

五、撤銷蔣村鄉(xiāng)建制，設(shè)立蔣村街道辦事處。調(diào)整后，蔣村街道辦事處下轄12個社區(qū)、1個行政村，街道辦事處駐地不變（文一西路788號）。

六、撤銷留下鎮(zhèn)建制，設(shè)立留下街道辦事處。調(diào)整后，留下街道辦事處下轄9個社區(qū)、2個行政村，街道辦事處駐地不變（留下街128號）。

調(diào)整后，西湖區(qū)由原先7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、6個街道調(diào)整為2個鎮(zhèn)、10個街道，分別是雙浦鎮(zhèn)、三墩鎮(zhèn)；轉(zhuǎn)塘街道、留下街道、蔣村街道、西湖街道、靈隱街道、西溪街道、翠苑街道、文新街道、古蕩街道、北山街道。西湖區(qū)原7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的轄區(qū)面積平均為32.92平方千米，人口3.18萬人。10月27日，雙浦鎮(zhèn)、轉(zhuǎn)塘街道正式掛牌成立。  　　2014年，根據(jù)杭州市政府《關(guān)于西湖區(qū)部分行政區(qū)劃調(diào)整的批復(fù)》（杭政函〔2002〕49號）文件精神，西湖區(qū)行政區(qū)劃進(jìn)行如下調(diào)整：

撤銷西湖區(qū)古蕩鎮(zhèn)、西湖鄉(xiāng)、南山街道辦事處建制,設(shè)立西湖區(qū)古蕩街道辦事處、西湖街道辦事處。同時對其余街道的部分行政管轄界線予以調(diào)整。調(diào)整后,區(qū)設(shè)7個街道辦事處。

古蕩街道辦事處駐文苑路2號。其四至為:東以馮家河與翠苑街道相接,南以天目山路過西溪路至老和山、將軍山與靈隱街道、留下鎮(zhèn)為界,西以蓮花港河與文新街道及古蕩工業(yè)園區(qū)與蔣村鄉(xiāng)相連,北以余杭塘河與拱墅區(qū)相望。面積4.64平方公里,人口4.07萬,轄古蕩東區(qū)、古蕩南區(qū)、古蕩北區(qū)、蓮花、文華、益樂、古墩等7個社區(qū)。

西湖街道辦事處駐龍井路89號。其四至為:東臨西湖,并以萬松嶺、玉皇山與上城區(qū)交界,南以錢塘江河道中心線與濱江區(qū)為界,并沿珊瑚沙村村界至牛芳嶺與轉(zhuǎn)塘鎮(zhèn)為界,西以牛芳嶺至北高峰等群山與轉(zhuǎn)塘、龍塢、留下3個鎮(zhèn)為界,北以茅家埠村村界與靈隱街道為界。面積47.09平方公里,人口2.99萬,轄九溪、凈寺、三臺山等3個社區(qū),靈隱、珊瑚沙等2個居民區(qū),雙峰、龍井、九溪、梵村、茅家埠、滿覺隴、楊梅嶺、翁家山、梅家塢等9個行政村。

西溪街道辦事處駐馬塍路7號。其四至為:東以莫干山路與拱墅區(qū)為界,南以天目山路與北山、靈隱街道為界,西至教工路與翠苑街道為界,北以余杭塘河與拱墅區(qū)相望。面積3.02平方公里,人口9.19萬,轄白蕩海、文教、石灰橋、求智、下馬塍、花園亭、文天、上馬塍等8個社區(qū)。

翠苑街道辦事處駐翠苑新村二區(qū)11-1號。其四至為:東以教工路與西溪街道相連,南以天目山路與靈隱街道為界,西以馮家河與古蕩街道為界,北以余杭塘河與拱墅區(qū)相望。面積3.90平方公里,人口8.36萬,轄翠苑一區(qū)、翠苑二區(qū)、翠苑三區(qū)、翠苑四區(qū)、花園、九蓮、黃姑山、曲河、古蕩灣、保亭等10個社區(qū)。

北山街道辦事處駐保俶路99號。其四至為:東以環(huán)城西路與下城區(qū)及西湖東岸與上城區(qū)為界,南以西湖南岸與西湖街道為界,西沿杭大路、曙光路、西山路及西湖西岸與西湖街道為界,北以天目山路與西溪街道為界。面積9.06平方公里,人口3.68萬,轄曲院、棲霞嶺、上保、寶石、松木場、友誼、沿山河、金祝等8個社區(qū)。

文新街道辦事處駐文苑路428號。其四至為:東臨蓮花港河過文苑路與古蕩街道為界,南與古蕩街道為界,西與蔣村鄉(xiāng)為界,北以余杭塘河與三墩鎮(zhèn)為界。面積3.93平方公里,人口4.34萬,轄南都、湖畔、香樟、德加、金樂、沁雅、新金都、競舟、府新、星洲、桂花園等11個社區(qū)。

靈隱街道辦事處駐外東山弄72號。其四至為:東以杭大路、曙光路、西山路與北山街道為界,南以茅家埠村村界與西湖街道為界,西以老和山、將軍山與古蕩街道及靈隱村村界與西湖街道為界,北以天目山路與翠苑街道為界。面積6.55平方公里,人口6.18萬,轄117、金沙港、玉泉、東山弄、曙光、浙大求是、慶豐、黃龍等8個社區(qū)。