天河区历史上有沙河镇和东圃镇，清代属番禺县鹿步司管辖，民国时期基本上属番禺县第四区管辖。建国后，辖区曾多次变更：沙河镇地区先后隶属于广州市沙河区、石牌区、冼猎杨区、白云区、东区和郊区；东圃镇地区先后隶属于番禺区、郊区和黄埔区。

1985年5月24日，天河区经国务院批准成立，从广州市郊区分出来，成为广州市辖行政区。新建区时，只有两镇三街：沙河区含同和乡、京溪乡、东圃区，以及沙河街、五山街、员村街。