中華人民共和國成立前,黃埔地區中華人民共和國成立前屬番禺縣管轄,1951年劃入廣州市,1953年1月第一次建立區級建製,轄2鎮16鄉和45個自然村。1956年6月25日第一次被撤銷,並入廣州市郊區。1960年7月第二次建立區級建製。1962年8月23日第二次被撤銷,並入郊區。1973年11月13日第三次建立區級建製。1977年3月,管轄黃埔人民公社、南崗人民公社,長洲鎮、黃埔街、紅山街。1980年7月,召開第一次人民代表大會,成立廣州市黃埔區第一屆人民代表大會常務委員會和廣州市黃埔區第一屆人民政府(區級班子屆次由此起計)。
1989年1月至2002年8月,轄大沙、南崗、長洲等3個鎮及黃埔、紅山、魚珠、夏港等4個街道辦事處。2002年8月“撤鎮設街”,撤銷大沙、南崗、長洲等3個鎮,新設大沙、文衝、南崗、穗東、荔聯和長洲等6個街道辦事處,同時“撤村建居”。橫沙、姬堂、茅崗、雙沙、文衝、下沙、九沙、南崗、沙步、夏園、廟頭、南基、滄聯、筆崗、深井、長洲等16個村民委員會停止運作,成立社區居委會。2002年底,全區居民委員會重新調整劃分。調整劃分後,共有社區居民委員會58個。至此,黃埔區行政區劃範圍共有黃埔、魚珠、紅山、夏港、南崗、荔聯、穗東、大沙、文衝、長洲等街道辦事處10個。
2003年1月24日零時起,根據廣州市政府決定,黃埔區正式將荔聯街筆崗社區範圍內的一切行政社會事務及其下屬的全部人員、財產、債權債務整建製移交廣州經濟技術開發區管理委員會管理,同年5月24日零時起,根據市政府決定,夏港街道辦事處行政區劃範圍內的一切行政管理事務,由廣州經濟技術開發區管理委員會承接。
2005年10月,黃埔區成立黃埔街黃埔花園社區居民委員會、金逸雅居社區居民委員會,魚珠街金碧社區居民委員會,文衝街萬科花園社區居民委員會;11月,黃埔區與蘿崗區雙方政府簽署行政區域界線協議書,將廣州經濟技術開發區東暉廣場(含夏園農民公寓)、廣州經濟技術開發區東區(即黃埔區荔聯街滄聯社區中廣州經濟技術開發區的征地管理部分和南崗街南崗社區南康新村)、廣州經濟技術開發區科學城(即黃埔區大沙街姬堂社區中廣州經濟技術開發區的征地管理部分)、廣州保稅區等4個區域劃歸蘿崗區管理。2008年10月,黃埔區成立文衝街金碧領秀社區居委會。
2009年7月,成立黃埔街金港華園社區居委會。2014年1月25日,國務院同意撤銷廣州市黃埔區、蘿崗區,設立新的廣州市黃埔區,以原黃埔區、蘿崗區的行政區域為新的黃埔區的行政區域,黃埔區人民政府駐蘿崗街道香雪三路1號。
中華人民共和國成立前,蘿崗地區中華人民共和國成立前分屬番禺縣和增城縣等管轄。新中國成立後,蘿崗地區分別由番禺縣、增城縣(市),廣州市白雲區、黃埔區、天河區等管轄。2005年4月28日,國務院批準廣州市在廣州開發區基礎上成立蘿崗區。白雲區蘿崗街道,鍾落潭鎮九佛、穗北2 個居委會和紅衛、鳳尾、埔心、蟹莊、楓下、佛塱、燕塘、蓮塘、山龍、重崗、黃田、何棠下、逕下、長庚14 個村,黃埔區夏港街道、荔聯街道筆崗居委會、穗東街道東基和西基2 個自然村,天河區新塘街道玉樹村,增城市中新鎮鎮龍居委會和鎮龍、逕頭、九樓、大坦、麥村、金坑、均和、福洞、福山、大涵、湯村、旺村、洋田、新田14 個村,新塘鎮賢江、新莊、永崗、禾豐4 個村劃歸蘿崗區管轄。區政府駐廣州經濟技術開發區誌誠大道。7 月29 日,廣州市委、市政府在廣州東方賓館舉行行政區劃調整管理交接儀式。9月28日,蘿崗區人民政府正式掛牌成立,管轄麵積393.22平方千米。2009年8月,廣州開發區、蘿崗區領導機關和主要職能部門辦公地點整體搬遷至香雪三路1號廣州開發區蘿崗區行政服務中心。區內有廣州經濟技術開發區、廣州高新技術產業開發區、廣州出口加工區、廣州保稅區4 個國家級開發區,擁有國內對外開放度最高的經濟區域——廣州保稅物流園區,還有正在建設的以知識經濟為核心的中新廣州知識城。2014年1月,國務院批準撤銷蘿崗區,2015年8月底,蘿崗區正式停止運作。廣州開發區機構和職能從原蘿崗區獨立出來單獨設置。
2015年9月1日,新黃埔區掛牌,原黃埔區與蘿崗區行政區域合並成立新的黃埔區。2017年9月,黃埔區、廣州開發區深度融合。2018年9月18日,根據《廣州市人民政府關於同意黃埔區部分街道行政區劃調整的批複》(穗府函〔2018〕215號)要求和有關法律法規規定,撤銷蘿崗街道,設立新的蘿崗街道、長嶺街道,其中,蘿崗街道轄蘿崗社區、蘿峰社區、荔紅社區、香雪社區、科城社區、新福港社區等6個社區,長嶺街道轄水西社區、長平社區、嶺頭社區、黃登社區、黃麻社區、長嶺社區等6個社區;撤銷荔聯街道、東區街道,設立雲埔街道。2019年3月7日,根據《廣東省民政廳關於同意廣州市撤銷黃埔區九龍鎮分別設立黃埔區新龍鎮九佛街道龍湖街道的函》(粵民函〔2019〕425號),撤銷九龍鎮,設立新龍鎮、九佛街道和龍湖街道。
截至2021年2月底,全區轄16街1鎮:黃埔街、紅山街、魚珠街、夏港街、大沙街、文衝街、南崗街、穗東街、長洲街、聯和街、永和街、蘿崗街、長嶺街、雲埔街、九佛街、龍湖街和新龍鎮。有群眾性居民自治組織——社區居民委員會124個,其中,城市社區92個(含未掛牌社區15個)、轉製社區32個,行政村28個。