白云設區前，明代屬貴州衛及貴州前衛，并在此設麻姑堡、斑竹堡、吊堡、雞場堡、沈官堡、孫官堡及牛失屯、雞公屯。

清代為貴陽府親轄麥西里及貴筑縣所轄西下里、北上里、東下里、西隅里部分村寨。

1914年1月，撤貴陽府將貴陽府轄地和貴筑縣轄地劃歸貴陽縣，今區境內大部分地域屬貴陽縣管轄的外九區之一的北一區，區團務局駐沙子哨，也稱沙子哨區。

1930年3月，北一區改為第八區。

同年，第八區在雞場建鎮，因附近有白云寺，故命名為白云鎮。

1941年7月，貴陽縣第八區劃為貴陽縣白云區。

1949年11月，貴筑縣解放。

1949年12月，中共貴筑縣白云區委員會和白云區人民政府成立。

1950年5月，本區境調整為第五、第六兩區。

1952年第六區移至沙子哨。

1954年第六區改稱白云區。

1958年2月，區境劃歸貴陽市烏當區管轄。

1959年12月，區境從烏當區劃出來獨立建鎮，命名為白云鎮、直屬于貴陽市管轄，相當于市轄區。

1961年撤銷白云區建制，境地劃歸烏當區建立白云鎮。

1973年6月，恢復白云區建制，直屬貴陽市管轄，稱為貴陽市白云區。