1987年1月23日，國務院批準廣州市郊區(qū)更名為白云區(qū)。列入城區(qū)建制。全區(qū)面積1042.7平方千米，戶籍人口64.19萬人。
1996年，白云區(qū)面積1042.7平方千米，人口約76.8萬人，其中農業(yè)人口44.9萬人。轄5個街道、15個鎮(zhèn)：三元里街道、景泰街道、同德街道、礦泉街道、松洲街道、江高鎮(zhèn)、石井鎮(zhèn)、太和鎮(zhèn)、蚌湖鎮(zhèn)、雅瑤鎮(zhèn)、蘿崗鎮(zhèn)、九佛鎮(zhèn)、新市鎮(zhèn)、良田鎮(zhèn)、同和鎮(zhèn)、龍歸鎮(zhèn)、人和鎮(zhèn)、神山鎮(zhèn)、竹料鎮(zhèn)、鐘落潭鎮(zhèn)。區(qū)府駐廣園中路。
1999年8月，將新市鎮(zhèn)的江夏村、陳田村劃出設立黃石街道。2000年4月，將新市鎮(zhèn)的蕭崗村、棠涌村劃出設立新景街道，棠溪村、遠景村劃出設立棠景街道。
2000年第五次人口普查，白云區(qū)總人口1748722人，其中：三元里街道84449人，礦泉街道69921人，景泰街道85385人，松洲街道93911人，同德街道65966人，黃石街道43388人，棠景街道91653人，新景街道97211人，蘿崗鎮(zhèn)65722人，新市鎮(zhèn)127954人，石井鎮(zhèn)199588人，龍歸鎮(zhèn)44930人，人和鎮(zhèn)85300人，蚌湖鎮(zhèn)26954人，江高鎮(zhèn)91698人，神山鎮(zhèn)44875人，雅瑤鎮(zhèn)16137人，太和鎮(zhèn)67077人，竹料鎮(zhèn)52189人，良田鎮(zhèn)31379人，鐘落潭鎮(zhèn)50864人，九佛鎮(zhèn)36227人，同和鎮(zhèn)175944人。
2001年6月，撤銷同和鎮(zhèn)，設立同和街道、京溪街道、永平街道。2001年10月，將白云區(qū)石井鎮(zhèn)的西郊村、松洲街道的河沙村、坦尾村劃歸荔灣區(qū)管轄。2002年4月，撤銷新市鎮(zhèn)，設立嘉禾街道；撤銷石井鎮(zhèn)，設立石井街道。
2002年7月，將白云區(qū)的雅瑤鎮(zhèn)劃歸花都區(qū)管轄；撤銷蚌湖鎮(zhèn)，并入人和鎮(zhèn)；將石井街道的槎龍村、馬務村、小坪村分別劃歸松洲街道、黃石街道、新景街道管轄；將嘉禾街道部分區(qū)域劃出設立均禾街道；將石井街道部分區(qū)域劃出設立金沙街道。2002年末，白云區(qū)轄礦泉、松洲、景泰、同德、黃石、棠景、新景、三元里、同和、京溪、永平、均禾、金沙、石井、嘉禾15個街道和人和、龍歸、竹料、太和、九佛、蘿崗、神山、江高、良田、鐘落潭10個鎮(zhèn)。
2003年3月，撤銷蘿崗鎮(zhèn)，設立蘿崗街道（穗府函[2003]169號，同年改由廣州經濟技術開發(fā)區(qū)管理）。2003年6月，新景街道更名為新市街道。2003年12月19日，正式將太和鎮(zhèn)八斗村劃歸廣州經濟技術開發(fā)區(qū)管理。2004年6月7日，撤銷神山鎮(zhèn)，將其行政區(qū)域并入江高鎮(zhèn)；撤銷龍歸鎮(zhèn)，將其行政區(qū)域并入太和鎮(zhèn)；撤銷九佛鎮(zhèn)、竹料鎮(zhèn)、良田鎮(zhèn)，將其行政區(qū)域并入鐘落潭鎮(zhèn)；人和鎮(zhèn)的現行建制保持不變。至此，白云區(qū)轄15個街道、5個鎮(zhèn)：礦泉街道、三元里街道、松洲街道、景泰街道、同德街道、黃石街道、棠景街道、新市街道、同和街道、京溪街道、永平街道、嘉禾街道 、均禾街道、石井街道、金沙街道、人和鎮(zhèn)、太和鎮(zhèn)、鐘落潭鎮(zhèn)、蘿崗鎮(zhèn)（已批復撤鎮(zhèn)改街道）、江高鎮(zhèn)。
2005年4月28日，國務院批準（國函[2005]35號）同意將白云區(qū)的礦泉街道劃歸越秀區(qū)管轄；將白云區(qū)的蘿崗街道，鐘落潭鎮(zhèn)的九佛、穗北2個居委會和紅衛(wèi)、鳳尾、浦心、蟹莊、楓下、佛郎、燕塘、蓮塘、山龍、重崗、黃田、何棠下、逕下、長庚14個村（本站注：即九佛片，原九佛鎮(zhèn)）劃歸蘿崗區(qū)管轄。
2008年末，白云區(qū)面積795.79平方千米，戶籍總人口789855人。2009年末，白云區(qū)轄14個街道、4個鎮(zhèn)，245個居委會、118個行政村。區(qū)政府駐廣園中路238號。
2010年第六次人口普查，白云區(qū)常住總人口2223150人，其中：三元里街道100149人，松洲街道106274人，景泰街道82226人，同德街道105310人，黃石街道117339人，棠景街道89895人，新市街道152292人，同和街道89362人，京溪街道91970人，永平街道124000人，嘉禾街道87696人，均禾街道124909人，石井街道209022人，金沙街道52657人，人和鎮(zhèn)127795人，太和鎮(zhèn)208589人，鐘落潭鎮(zhèn)192322人，江高鎮(zhèn)161343人。
2011年末，白云區(qū)戶籍人口84.35萬人，居住半年以上流動人口124.44萬人。轄松洲、景泰、同德、黃石、棠景、新市、三元里、同和、京溪、永平、均禾、金沙、石井、嘉禾14個街道和人和、太和、江高、鐘落潭4個鎮(zhèn)，共有251個社區(qū)、118個行政村。
2013年，廣州市政府（穗府函[2013]138號）批準白云區(qū)設立云城、鶴龍、白云湖、石門4個街道。將新市街道“一分為二”，增設云城街道；將石井街道 “一拆為三”，增設白云湖街道和石門街道；將均禾街道、嘉禾街道“二變?yōu)槿?rdquo;，增設鶴龍街道。具體為：將新市街道的蕭崗南、蕭崗北、蕭崗花園、明珠、齊富、連元橋6個社區(qū)劃出設立云城街道，辦事處駐齊富路88號；將嘉禾街道的鶴南、鶴邊、鶴北、時代玫瑰園、金碧雅苑、樂得、二礦、員村、黃邊、尹邊、彭上、彭西12個社區(qū)劃出設立鶴龍街道，辦事處駐鶴龍一路583號（原嘉禾街道辦事處駐地）；將石井街道的夏茅富民、夏茅利民、兵房、大朗、大朗貨場、環(huán)滘、大岡、唐閣、龍湖9個社區(qū)劃出設立白云湖街道，辦事處駐夏花一路2至20號；將石井街道的紅星亭崗、紅星聯興、滘心、朝陽、鴉崗南、鴉崗北6個社區(qū)劃出設立石門街道，辦事處駐石沙路288號；將均禾街道的新村、科甲、長湴、雙和、太和5個社區(qū)劃歸嘉禾街道管轄。區(qū)劃調整后，新市街道轄棠涌、大埔、新街、陽光美居、松園嶺、紫荊、匯僑南、匯僑北、南航新村、小坪、松柏苑等社區(qū)；石井街道轄石井、興隆、馬崗、新莊、潭村、凰崗、張村、慶豐、金碧新城9個社區(qū)；均禾街道轄羅南、羅崗、清湖南、清湖北、平沙南、平沙北、富力城花園第一、富力城花園第二、均禾、石馬鴻圖、石馬西橋、石馬德圣12個社區(qū)；嘉禾街道管轄嘉禾、望南、望北、西嶺、新村、科甲、長湴、雙和、太和9個社區(qū)。2014年2月28日，新設立的4個街道辦事處正式掛牌成立。