1949年10月至1950年4月，甘井子區(qū)隸屬大連縣。1950年4月8日改隸大連市，同年12月屬旅大市。1981年改名大連市甘井子區(qū)。
1950年12月調(diào)整區(qū)劃，設(shè)海茂、山中、新甘井子、老甘井子、石礦、椒房、大鹽、金家、上溝、中溝、下溝、周家、周水子、郭家、泡崖坊15個坊。1953年3月，改坊為街道居委會，全區(qū)設(shè)郭家、泡崖、周水子、周家、金家、椒房、新甘井子、老甘井子、山中、海茂、中溝、下溝等12個街道居委會。1954年12月，重新劃為海茂、新甘井子、椒房、周水子、中溝、泡崖、郭家等7個街道辦事處。1955年9月，將金家街從椒房街道劃出，增設(shè)金家街道辦事處。
1958年8月，試辦2個城市公社，即以國營五二三廠為主，包括石油七廠、有機(jī)合成廠和海茂街道辦事處組成海燕公社；以水泥廠為主，包括長風(fēng)機(jī)器廠及泡崖、郭家街道辦事處組成水泥公社。1958年9月，撤銷南關(guān)嶺鄉(xiāng)建制，將該鄉(xiāng)的農(nóng)業(yè)社并入農(nóng)場，改設(shè)南關(guān)嶺街道辦事處。1959年3月，撤銷椒房街道，并入金家街道。1959年8月，大辛寨子區(qū)撤銷，其所轄革鎮(zhèn)堡公社劃歸甘井子區(qū)。
1960年4月，成立甘井子區(qū)公社，實行政社合一體制。下轄海燕、金家、新甘井子、周水子、水泥、南關(guān)嶺、革鎮(zhèn)堡7個分社。1963年，6個城市分社重劃為海茂、新甘井子、椒房、金家、周水子、泡崖、郭家、中溝和南關(guān)嶺9個街道。1969年，城區(qū)9個街道改為海茂、新甘井子、椒房、向陽（原金家街）、周水子、水泥（原泡崖、郭家街）、紅嶺（原南關(guān)嶺、中溝街）7個公社，下屬39個街道。
1962年6月，由革鎮(zhèn)堡公社劃出一部分增設(shè)辛寨子公社。1963年2月，營城子公社由旅順口區(qū)劃入。1963年9月，增設(shè)南關(guān)嶺公社。1966年9月，紅旗、凌水公社由沙河口劃入。至1976年末，甘井子區(qū)共轄6個農(nóng)村公社、7個城市公社，以及大連華僑果樹農(nóng)場、甘井子區(qū)農(nóng)場。1983年，改農(nóng)村公社制為鄉(xiāng)制，實行政社分開，以原公社（不含南關(guān)嶺公社）為范圍劃為5個鄉(xiāng)。即：革鎮(zhèn)堡鄉(xiāng)、辛寨子鄉(xiāng)、營城子鄉(xiāng)、紅旗鄉(xiāng)、凌水鄉(xiāng)。
1984年1月26日，金縣大連灣鄉(xiāng)（轄12個行政村、2個街道）劃歸大連市甘井子區(qū)。區(qū)劃調(diào)整后，甘井子區(qū)面積為451.5平方千米。同年，撤銷南關(guān)嶺公社，成立南關(guān)嶺農(nóng)工商總公司，轄7個農(nóng)工商公司。原南關(guān)嶺公社行政工作由農(nóng)工商總公司和南關(guān)嶺街道辦事處及甘井子、山中、椒房等有關(guān)街道辦事處分別管理。1985年，撤銷營城子鄉(xiāng)、紅旗鄉(xiāng)、凌水鄉(xiāng)、辛寨子鄉(xiāng)、革鎮(zhèn)堡鄉(xiāng)，設(shè)立營城子鎮(zhèn)、紅旗鎮(zhèn)、凌水鎮(zhèn)、辛寨子鎮(zhèn)、革鎮(zhèn)堡鎮(zhèn)。1986年3月，撤銷南關(guān)嶺農(nóng)工商總公司，并入南關(guān)嶺街道辦事處；撤銷大連灣鄉(xiāng)，設(shè)立大連灣鎮(zhèn)。
1990年末，甘井子區(qū)轄6個鎮(zhèn)、11個街道，175個居委會、50個村委會（生產(chǎn)大隊），3791個居民小組、347個村民組（生產(chǎn)隊）。1991年末，甘井子區(qū)轄甘井子、山中、椒房、金家街、金南路、周水子、泡崖、南關(guān)嶺、興華、機(jī)場、華中11個街道和營城子、辛寨子、革鎮(zhèn)堡、凌水、紅旗、大連灣6個鎮(zhèn)。1993年11月6日，經(jīng)市政府同意，設(shè)立華東路、華西路2個街道。1998年末，甘井子區(qū)轄13個街道、6個鎮(zhèn)，共有238個居委會、50個村委會。
2000年第五次人口普查，甘井子區(qū)常住總?cè)丝?85131人，其中：周水子街道57019人，金家街道34190人，椒房街道17131人，甘井子街道48298人，山中街道34551人，南關(guān)嶺街道50732人，泡崖街道61533人，金南路街道26078人，興華街道24455人，機(jī)場前街道33594人，華中街道27386人，華東路街道18763人，華西路街道28477人，革鎮(zhèn)堡鎮(zhèn)30183人，營城子鎮(zhèn)44436人，辛寨子鎮(zhèn)51781人，紅旗鎮(zhèn)33736人，凌水鎮(zhèn)81796人，大連灣鎮(zhèn)80992人。
2002年4月2日，省政府（遼政[2002]90號）批復(fù)同意：撤銷辛寨子鎮(zhèn)，設(shè)立辛寨子街道；撤銷紅旗鎮(zhèn)，設(shè)立紅旗街道；銷凌水鎮(zhèn)，設(shè)立凌水街道；撤銷大連灣鎮(zhèn)，設(shè)立大連灣街道。2002年6月，全區(qū)轄17個街道、2個鎮(zhèn)，96個社區(qū)、49個行政村，面積491.56平方千米，人口約53.84萬人，區(qū)政府駐大連門廣場1號。
2003年12月，甘井子、山中街道合并為甘井子街道，椒房、金家街道合并為椒金山街道；華東路、華西路、金南路街道合并為中華路街道；興華、華中街道合并為興華街道；機(jī)場前街道、周水子街道、泡崖街道、南關(guān)嶺街道不變；新組建泉水街道。劃調(diào)整后，甘井子區(qū)轄13個街道、2個鎮(zhèn)：機(jī)場街道、周水子街道、泡崖街道、南關(guān)嶺街道、泉水街道、凌水街道、紅旗街道、大連灣街道、辛寨子街道、甘井子街道、椒金山街道、中華路街道、興華街道、營城子鎮(zhèn)、革鎮(zhèn)堡鎮(zhèn)。
2005年7月，大連市調(diào)整沙河口區(qū)與甘井子區(qū)部分行政區(qū)劃界線：一、原錦繡小區(qū)段界線調(diào)整為沿南松路向西至錦華北園西側(cè)大連紅磚廠東墻，折向南至南山2420米高程點(diǎn)處與原界線重合，將南松路以南整個錦繡小區(qū)建成區(qū)劃入沙河口區(qū)，錦華小學(xué)交由甘井子區(qū)管理。二、馬欄段界線保持原行政區(qū)劃界線不變。沙河口區(qū)將在馬欄區(qū)域超范圍管轄的區(qū)域移交給甘井子區(qū)。
2007年1月25日，省政府（遼政[2007]12號）批復(fù)同意撤銷營城子鎮(zhèn)、革鎮(zhèn)堡鎮(zhèn)，設(shè)立營城子街道、革鎮(zhèn)堡街道（8月31日，2個街道正式掛牌成立）。至此，全區(qū)轄15個街道。
2010年第六次人口普查，甘井子區(qū)常住總?cè)丝?321778人，其中：周水子街道98792人，椒金山街道72155人，甘井子街道69474人，南關(guān)嶺街道75049人，泡崖街道125548人，中華路街道81997人，興華街道77149人，機(jī)場街道56886人，辛寨子街道111440人，紅旗街道115779人，凌水街道161597人，大連灣街道95505人，泉水街道73708人，革鎮(zhèn)堡街道47540人，營城子街道54975人，大連華僑果樹農(nóng)場4184人。