秦時，桂林街道境域屬蜀國。

西漢時，屬廣漢郡廣漢縣。

明朝時期，屬潼川府遂寧縣。

清朝時期，屬蓬溪縣。

民國元年（1912年）后，屬潼南區第一區觀桂鄉。

1950年1月，設立桂林鄉。

1951年9月，桂林鄉析置新林鄉。

1956年5月，新林鄉并入桂林鄉。

1957年4月，新林鄉、桂林鄉分設。

1958年9月，桂林鄉改為桂林公社。

1983年12月，由桂林公社改為桂林鄉。

1993年12月，桂林鄉與新林鄉合并為桂林鎮。

2006年6月，撤桂林鎮，與原梓潼鎮的東風片區合并設桂林街道。