唐前期南詔興起之初，沙溪便是洱海流域北部的一個“詔”（矣羅實詔），屬統帥楚雄州西部至大理州境內各少數民族羈縻州的劍南道姚州都督府。

明代以前，沙溪曾被稱為“殺退”、“殺腿”。

明代后期，使用“沙溪”之稱，《徐霞客游記》中稱：“劍川湖之流，合駝強江出峽貫于川中，所謂沙溪也。

其塢東西闊五六里，南北不下五十里，所出米谷甚盛，劍川州皆來取足焉。”此處的“劍川湖，在劍川州東，周數十里，流入趙州境”。

“駝強”即“桃羌”，屬口音之誤。

清代顧祖禹《讀史方輿紀要》中說：“桃羌河，在州（劍川州）南三十里。”沙溪在清代時稱“沙溪圖”。

民國十年（1921年），沙溪圖改為劍川第四區。

民國十年（1930年），為寺登鎮。

1949年，劍川縣解放，改稱劍川縣第四區。

1958年，劍川縣第四區撤銷，改為沙溪公社。

1962年，沙溪公社改稱沙溪區。

1970年，撤區建人民公社，沙溪區稱沙溪公社。

1984年，區級政權進行體制改革，撤銷沙溪公社，建立沙溪區。

1988年起，設沙溪鄉。

2001年，沙溪撤區設鎮。