1950年为沙河子乡、大面河乡、西墹乡、张村乡、碾子凹乡，属第二区（驻）。

1958年改沙河子、大面河、西墹、张村、碾子凹管理区。

1961年设立沙河子公社、大面河公社、西墹公社、张村公社、碾子凹公社，1984年改沙河子乡、看山寺乡、西墹乡、张村乡、碾子凹乡。

1997年撤区并乡：撤销沙河子乡、看山寺乡，合并设立沙河子镇；撤销张村乡、碾子凹乡，合并设立张村镇。2001年，撤销西墹乡并入沙河子镇。

1996年，沙河子乡面积26平方千米，人口1.2万人，辖沙河子、苟家村、高碥、桃园河、井坡、段山、杨咀头、柴湾、水渠子、红光、李堡、拉林子、林家沟13个行政村；看山寺乡面积45.8平方千米，人口0.5万人，辖王院、阎间子、王山、房碥、麻洼、白山、红光、看山寺、西塬、九龙洞、树扒子、东李沟12个行政村；西墹乡面积52平方千米，人口1万人，辖西墹、南村、舒杨、党塬、王家源、郭家、庙渠堰、张庄、河东、麻沟口、桐木沟、麻沟口、麻沟、桃庄、

贾庄、木子沟、石窑子、东张沟、武峰17个行政村；碾子凹乡面积32平方千米，人口0.4万人，辖友爱、团结、北李河、钟峰、高峰、石瓮沟6个行政村；张村乡面积26平方千米，人口1.3万人，辖杜家沟、落旗河、任家后、王山底、董家间、长川、麻岭子、王那、柿园子、张村、南沟11个行政村。

2010年，沙河子镇地处东经109°-110°03′、北纬33°36′-34°12′，海拔800－1100米，面积110平方千米，共7169户27022人，其中农业7126户25981人，辖24个行政村，213个村民小组，镇政府驻沙河子村，距市区10千米；张村镇面积67平方千米，共4597户17045人（约2007年），辖14个行政村，113个村民小组，镇政府驻杜沟村，距市区15千米。2011年，撤销张村镇并入沙河子镇,