沙市一名，最早见于唐诗。著名诗人元稹在《和乐天送客岭南二十韵》中有“江馆连沙市，泷船泊水滨”的诗句。唐代称沙头、沙头市，简称沙市。意为沙洲顶端的集市。夏朝时期属禹贡荆州之域。殷商时属古南国和荆楚。西周时属楚。春秋时楚文王于公元前689年迁都于郢（今江陵县纪南城）后，沙市即成为其外港，初名江津（长江渡口），是交通要冲和江防重地。秦汉时名津乡，属郢县。魏晋、南北期、隋，称江津，属江陵县。
唐朝，初见沙头、沙头市、沙市等称谓，意为古长江与沮漳河、夏水之间三角洲顶端的市镇，系荆州的外港。五代十国，为沙头镇，属南平国（又称荆南国）荆州江陵县。宋设监镇，筑沙市城，名为沙市镇，属荆湖北路荆南府江陵县。元天历二年（公元1329年），江陵县治改设沙市（下辖沙市镇）。明代沙市颇为繁荣。清代沙市先后称沙市镇、沙市巡司、沙市讯、下设五里，曰：一沙、二沙、三沙、四沙、五室。
民国时期，沙市面上称沙头镇或沙市讯。1895年4月，沙市被辟为通商口岸。民国初期，称沙市、沙市镇、沙市汛。1945年8月，分设复兴（后改为民族）、民权、建设（后改为民生）3个镇。1949年月，沙市由江陵县划出，为省辖市。1956年改为荆州专区管辖，1979年复为省辖市。1994年10月改为荆沙市沙市区，1996年12月改为荆州市沙市区。
1950年8月10日～9月5日，全市共申报户口20660户，83579人（不包括郊区农村户口）；同年，全市建立居民小组137个。1951年10月至1952年2月17日，全市建立48个居委会。1953年2月，沙市市区设立5个区公所，28个居委会；同年7月1日（第一次人口普查），沙市共有22108户87967人，其中，郊区有816户3422人。1955年11月，沙市市将市区4个区公所改为民主街、胜利街、梅台巷、中山横街、崇文街、解放路、通衢7个街道办事处），将全市28个居委会划分为46个；水上区和太师渊乡的建制未变。1980年4月6日，将全市60个居委会划分为80个；5月12日，将5个城市公社改为街道办事处。
1962年11月28日，将沙市民主公社全部、和平公社5个大队、荆江公社1个大队和机械农场3个分场划归江陵县。1975年1月17日，江陵县的立新、杨场两个公社和周黄公社的竺桥、宿驾两个生产队划归沙市；3月18日，江陵黄潭堤和杨二月堤一段（450米）交沙市段管理，长湖库堤雷家垱至沙桥门的东堤（1813米）、关沮口至塍子头（1550米）交沙市管理。1985年9月10日，将江陵县的1乡（锣场乡）13村（锣场乡的8个村、郢东乡的4个村和岑河乡的1个村），面积36.7平方千米，人口1.4万余人划归沙市。
1994年9月29日，国务院批准（国函[1994]99号）撤销荆州地区、沙市市、江陵县，设立荆沙市（地级）。荆沙市新设沙市区、荆州区和江陵区。沙市区辖原沙市市的解放路、崇文路、中山路、胜利路、朝阳路5个街道办事处和立新、关沮、联合、锣场4个乡，区人民政府驻北京路。10月22日正式成立。12月3日，原江陵县所辖的岑河镇、观音垱镇及岑河农场划归沙市区管理。12月19日，沙市农场从沙市区划归市农场管理局管理。12月23日，沙市区辖的联合乡划归玉桥经济技术开发区管理。
1995年3月20日，市政府下文将岑河农场划归市农业局管理。5月19日市政府又下文将岑河农场划归沙市区管理。6月12日，沙市区正式接管原江陵县种畜场、农科所，将种畜场划归区农牧局管理，将农科所并入岑河农场。1996年，沙市区面积510平方千米，人口约47万人。辖5个街道、2个镇、3个乡、2场（属荆州开发区管辖的联合乡未被统计在内）：解放街道、崇文街道、胜利街道、朝阳街道、中山街道、岑河镇、观音垱镇、立新乡、锣场乡、关沮乡。
？年，锣场乡改镇，全区辖5个街道、3个镇、2个乡。？年，全区共有218个行政村（居）。2000年7月26日，岑河农场（西湖管理区）划归市农业局管理；同月，沙市农场整体划入玉桥经济技术开发区管理。
2000年第五次人口普查，沙市区总人口591572人，其中：中山路街道59924人，崇文街街道49746人，解放路街道101798人，胜利街街道75314人，朝阳路街道111735人，锣场镇10715人，岑河镇51480人，观音垱镇46943人，立新乡18583人，关咀乡15846人，西湖管理区7238人，沙市农场14027人，荆州高新技术产业开发区28223人。
2003年12月，钢管厂社区居委会划归玉桥经济技术开发区管辖。2003年末，沙市区总人口55.86万人，其中城镇人口44.96万人，人口密度为每平方千米1225人。设中山路、解放路、胜利街、崇文街、朝阳路5个街道，锣场、观音垱、岑河3个镇，立新、关沮2个乡，共有109个社区（其中农村设4个社区）、80个行政村，573个村民小组；代管省畜牧良种场。
2004年末，沙市区总人口540633人，辖5个街道、3个镇、3个乡，105个居委会、91个行政村。2005年末，沙市区辖5个街道、3个镇、3个乡，87个居委会、91个行政村。2012年4月，将沙市区岑河镇四个村，以及岑河原种场划入荆州开发区管理。
2010年第六次人口普查，沙市区常住总人口600330人，其中：中山街道57566人，崇文街道51208人，解放街道85584人，胜利街道75002人，朝阳街道58834人，联合街道88308人，锣场镇9927人，岑河镇47121人，观音当镇34010人，关沮镇15841人，立新乡55505人，岑河原种场7928人，沙市农场13496人。
附：【勘界工作】1996年，沙市区成立勘界工作领导小组，正式启动勘界工作。2001年完成与相邻县、市、区的踏界、核界、勘定及资料归档工作。勘界确定沙市区与周边界线为：（1）沙市—荆州线沙市、荆州线涉及双方5个镇、3个街道办事处。边界线由北向南从沙洋、沙市、荆州三县区边界线交会点起，到沙市、荆州、公安三区、县边界线交会点止，全长25.3公里。界线北端基本上以长湖和太湖港渠中心线为界，南端多属市区。两个交会点之间的边界线上埋有界桩。（2）沙市—潜江线沙市、潜江两地行政区域界线属传统习惯线，双方共涉及4个乡镇。边界线由北向南从沙洋、沙市、潜江三县、区市边界线交会点起，到沙市、江陵、潜江三区、县、市边界线交会点止。界线基本上以中干渠中心线和农田为界，全长16.5公里，界线穿过宜黄高速公路。由于界线短，两交会点之间边界线上没有埋设界桩。（3）沙市—公安线沙市、公安两地边界线共涉及双方7个乡、镇、街道事处。边界线由北向南从沙市、荆州、公安三县区边界线交会点起，到沙市、江陵、公安三县区边界线交会点止，全长12.55公里。边界线以长江航道中心线为界，两交会点之间边界线上没有埋设界桩。（4）沙市—江陵线沙市、江陵两地边界线共涉及5个乡镇。边界线由西向东从沙市、江陵、公安三区、县边界线交会点起，到沙市、江陵、潜江三区、县、市边界线止，全长43.5公里。因界线不长，在两交会点之间边界线上没有埋设界桩。（5）沙洋—沙市线 沙洋、沙市两区边界线属传统习惯线，双方共涉及4个镇。边界线由西向东，从沙洋、沙市、荆州三区边界线交会点起，到沙洋、沙市、潜江三区、市边界线交会点止，全长20.9公里。由于边界线距离较短，两个三交点之间没有设立界桩，实地埋设界桩4个。（摘自当地政府网站）