1927年杭州市設江干、會堡兩區，1930年改稱第八、第九兩區，1935年第八、第九兩區合并為第五區，1949年改稱江干區。

2000年第五次人口普查，江干區常住總人口565360人，其中：采荷街道68816人、凱旋街道63905人、閘弄口街道48170人、四季青鎮85971人、彭埠鎮91733人、筧橋鎮87555人、丁橋鎮22954人、九堡鎮32669人、下沙鎮48835人、經濟開發區14752人。2000年末，全區戶籍人口31.01萬人，轄3個街道、6個鎮，108個居民區、64個行政村。其中下沙鎮（轄12個行政村、1個居民區，人口2.35萬人）委托杭州經濟技術開發區管理。

2001年，江干區調整凱旋街道與采荷街道管轄界線，以慶春東路為界，將慶春東路以北原由采荷街道管轄的區域劃歸凱旋街道管轄，將慶春東路以南原由凱旋街道管轄的區域劃歸采荷街道管轄。2001年末，江干區轄3個街道、6個鎮，39個社區、15個居民區、64個行政村。

2002年4月29日，杭州市政府批復同意在下沙鎮行政區域范圍內設立白楊街道，轄區東至杭州經濟技術開發區文津路、11號大街，南至12號大街，西至文淵路、2號大街、1號河渠、6號大街、1號大街，北至繞城公路，面積9.2平方千米，人口4.5萬人，辦事處（籌建中）駐杭州經濟技術開發區3號大街。8月22日，杭州市政府批復同意撤銷四季青鎮，設立四季青街道，辦事處駐杭海路103號，轄三堡、三叉、五福、水湘、唐祝5個社區，四季青、定海2個居民區，人口2.2萬人，面積8.2平方千米；10月15日，四季青街道辦事處正式掛牌成立。

2002年末，全區面積210.22平方千米，人口35.54萬人。轄5個街道、5個鎮：凱旋街道、采荷街道、閘弄口街道、四季青街道、白楊街道（籌）、筧橋鎮、彭埠鎮、丁橋鎮、九堡鎮、下沙鎮。共有44個社區、15個居民區、59個行政村（一說54個社區、11個居民區、49個行政村；其中由杭州經濟技術開發區管理的下沙鎮轄10個行政村、2個社區、1個居民區，人口1.84萬人）。2003年末，江干區轄5個街道、5個鎮，69個社區、1個居民區、49個行政村。

2004年，根據《浙江省人民政府關于杭州市江干區部分行政區劃調整的批復》（浙政函[2004]107號）和《杭州市人民政府關于江干區下沙鎮撤鎮建街的批復》（7月13日杭政函[2004]96號）：撤銷下沙鎮建制，在原有區域范圍內建立下沙街道辦事處。街道辦事處駐中沙村。轄中沙、下沙、頭格、七格、上沙、元成、新元、松合、灣南、東方10個行政村；智格、高沙2個社區和下沙1個居民區。常住人口2.35萬，區域面積95.3平方千米。四至為東北從下沙東郊園向南沿海寧市圍墾接壤處至錢塘江邊；南以錢塘江為界；西與九堡鎮八堡村、九堡村接壤，往北與余杭區喬司鎮吳家村、勝稼村、學稼村接壤；北到喬司監獄往東至省第六監獄與余杭區喬司鎮吳家村、南苑街道大園村及海寧市許巷鄉唐橋村相接。該區域內的白楊街道（四至范圍為：東至杭州經濟開發區文津路、11號大街；南至12號大街；西至文淵路、2號大街、1號河渠、6號大街、1號大街；北至繞城公路。面積9.4平方千米）除外。

2004年末，江干區轄6個街道、4個鎮：凱旋街道、采荷街道、閘弄口街道、四季青街道、白楊街道、下沙街道、筧橋鎮、彭埠鎮、丁橋鎮、九堡鎮。共有67個社區、1個居民區、49個行政村。

2005年末，江干區面積210.22平方千米，人口28.99萬人，共有87個社區、1個居民區、29個行政村。

2006年末，江干區共有93個社區、1個居委區、25個行政村。區政府駐采荷街道慶春東路1號。其中，下沙街道（12個社區、1個居民區）、白楊街道（5個社區）委托杭州經濟技術開發區管委會管理。

2014年9月30日，省政府（浙政函[2014]108號）批復同意撤銷筧橋鎮、彭埠鎮、九堡鎮、丁橋鎮建制，其行政區域改由江干區政府直轄；12月25日，市政府（杭政函[2014]194號）批復同意設立筧橋、彭埠、九堡、丁蘭四個街道。調整后，江干區轄10個街道。