1999年8月30日，省政府（辽政[1999]175号）批复同意撤销三十里堡镇和北乐镇，合并设立三十里堡镇，并将金州区国营农场所辖马圈子、卫国、盐场3个分场划入三十里堡镇；合并后，三十里堡镇区域面积156.58平方千米，镇政府驻东山后村。2000年第五次人口普查，金州区常住总人口833594人，其中（10个街道、13个镇、2个乡）：中长街道36958人，拥政街道30859人，友谊街道34983人，光明街道46170人，站前街道50956人，先进街道50017人，新港街道9893人，马桥子街道98441人，海青岛街道43127人，大孤山街道17800人，得胜镇16798人，大李家镇19071人，登沙河镇40396人，杏树屯镇31103人，华家屯镇22101人，亮甲店镇28127人，向应镇16953人，石河满族镇31308人，三十里堡镇54224人，二十里堡镇30721人，大魏家镇24798人，董家沟镇21746人，满家滩镇19456人，湾里乡36631人，七顶山满族乡20957人。
2002年4月2日，省政府（辽政[2002]90号）批复同意：撤销湾里乡，设立湾里街道；撤销董家沟镇，设立董家沟街道；撤销满家滩镇，设立金满街道。2002年6月，全区辖13个街道、11个镇、1个民族乡，面积1390.21平方千米，人口约64.89万人，区政府驻斯大林路687号。
2002年7月18日，省政府（辽政[2002]184号）批复同意撤销石河满族镇，设立石河镇。至此，金州区实际管辖光明、先进、友谊、拥政、站前、中长6个街道，大李家、大魏家、得胜、登沙河、二十里堡、华家屯、亮甲店、三十里堡、石河、向应、杏树屯11个镇，以及七顶山满族乡。
2003年6月6日，市政府（大政发[2003]59号）决定将新港街道整建制划归开发区代管（同月改为大连开发区新港工作处，作为管委会的派出机构，全面负责、管理原新港街道办事处的各项事务）。2004年，将得胜和大李家两镇划归大连经济技术开发区管辖。2005年，金满街道更名为金石滩街道。
2005年9月12日，省政府（辽政[2005]245号）批复同意撤销三十里堡镇、石河镇、二十里堡镇、登沙河镇和亮甲店镇，设立三十里堡街道、石河街道、二十里堡街道、登沙河街道和亮甲店街道。2007年末，撤销大魏家镇、杏树屯镇、七顶山满族乡，设立大魏家街道、杏树街道、七顶山街道（2008年1月实施）。2009年，撤销华家屯镇、向应镇，设立华家街道、向应街道。2010年，撤销大李家镇、得胜镇，设立大李家街道、得胜街道。
2010年第六次人口普查，金州区常住总人口1102773人，其中：拥政街道40657人，友谊街道41609人，光明街道57221人，马桥子街道190135人，海青岛街道71018人，大孤山街道41486人，中长街道32029人，站前街道70091人，先进街道64370人，董家沟街道23320人，金石滩街道32546人，湾里街道113802人，二十里堡街道30215人，三十里堡街道55540人，亮甲店街道26288人，登沙河街道36925人，石河街道32517人，大魏家街道25928人，杏树街道27325人，七顶山街道19969人，华家街道19812人，向应街道15070人，大李家街道18120人，得胜街道16780人。
2010年4月9日，大连市启动新市区管理体制改革，将普湾新区、金州新区和保税区确定为大连新市区：将金州区所辖区域中除二十里堡、三十里堡、石河和亮甲店4个街道之外的12个街道，开发区所辖的8个街道和新港工作处，一并规划为金州新区组团（即金州城区、开发区城区、大魏家街道、七顶山街道、湾里街道、董家沟街道、金石滩街道、得胜街道、大李家街道、登沙河街道、杏树街道、华家街道、向应街道）；将金州区的二十里堡街道、亮甲店街道移交大连保税区托管，将金州区的石河、三十里堡两个街道划归普湾新区管理（2012年?，正式将这两个街道划归普兰店市管辖）。2011年11月18日，大窑湾街道正式挂牌成立（由大连保税区管理）。
2014年6月23日，国务院（国函[2014]76号）批复同意设立大连金普新区（位于辽宁省大连市中南部，范围包括大连市金州区全部行政区域和普兰店市部分地区）。