下沙街道先后历经了下沙乡、下沙镇和下沙街道的行政管理体制变迁。下沙乡于1951年6月设立，属杭县乔司区管辖。
1956年，杭县撤区并乡，其中下沙乡、新元乡、四格乡、三胜乡部分村、乔司农场合并为下沙乡。
1958年4月，下沙乡划归余杭县临平区管辖。是年10月，下沙乡并入临安县九堡人民公社。
1959年3月，九堡人民公社设下沙管理区。
1961年4月，下沙乡从九堡人民公社析出，设立下沙人民公社。
1983年10月，余杭县实行政社分设，恢复乡镇建制，下沙人民公社恢复下沙乡建制。
1990年8月，设立杭州钱江外商台商投资区下沙区块。
1994年4月，下沙乡隶属余杭市管辖。
1996年12月，下沙乡成建制划归杭州市江干区管辖。
1998年10月，下沙乡撤乡建镇。
1999年8月，下沙镇行政区域范围（包括围垦区和部分钱塘江水域，总面积104.7平方千米）成建制委托杭州经济技术开发区管理。2002年4月，在下沙镇范围内切块设立白杨街道。2004年7月，下沙镇撤镇建街，在原有区域范围内建立下沙街道。
