2012年末，在原金陽新區的基礎上設立觀山湖區，為避免與四川省金陽縣重名，建制后的新區以轄區地標“觀山湖”命名。

2000年初，貴陽市委、市政府為緩解老城區的擁堵，拓展城市發展空間，決定在老城區西北部的金華、陽關一帶片區建設城市新區，金陽新區應運而生；4月14日，貴陽市委成立貴陽市金陽新區開發建設領導小組，并將烏當區野鴨鄉、金華鎮、朱昌鎮及白云區麥架鄉的部分地區，劃入新區規劃范圍。

2006年7月19日，正式撤銷野鴨鄉，設立金陽街道（由貴陽國家高新技術產業開發區管理）。2007年8月30日，省政府批準同意將金陽街道的茶園村、金關村、金鴨村、楊惠村、大凹村劃歸云巖區管轄。

2008年，貴陽市委、市政府將貴陽國家高新技術產業開發區金陽街道辦事處成建制整體移交金陽新區管理委員會管理（5月26日實施）；同年11月21日，貴陽市委、市政府將烏當區金華鎮、朱昌鎮成建制整體移交金陽新區管理委員會管理。

2010年3月，世紀城、碧海2個社區服務中心正式掛牌成立。2011年7月成立金華園社區服務中心；7月28日成立逸景社區服務中心籌備組；8月成立新世界社區服務中心。2011年9月，正式將清鎮市的百花湖鄉移交金陽新區管理。2011年末，金陽新區總面積307平方千米，人口24萬人，轄金陽街道、金華鎮、朱昌鎮、百花湖鄉，5個社區服務中心和陽關農場，共49個行政村、17個居委會。

2012年5月，金陽新區撤銷金陽街道，設立金源、金嶺、金麥3個社區服務中心。

2012年11月15日，《國務院關于同意貴州省調整貴陽市部分行政區劃的批復》（國函[2012]190號）：同意設立貴陽市觀山湖區，將貴陽市烏當區的金陽街道、金華鎮、朱昌鎮和清鎮市的百花湖鄉劃歸觀山湖區管轄，以金陽街道、金華鎮、朱昌鎮、百花湖鄉的行政區域為觀山湖區的行政區域。觀山湖區人民政府駐金陽街道北京西路8號（實際是世紀城社區北京西路8號）。

2012年12月21日，觀山湖區掛牌成立。面積309.48平方千米，人口24.07萬人。轄金華鎮、朱昌鎮、百花湖鄉，碧海、世紀城、金華園、新世界、逸景5個城市社區和金源、金麥、金嶺3個農村社區。