“沙依巴克”为维吾尔语，意为“戈壁滩上的花园”。清光绪十二年属迪化县中区。1944年属迪化市第四区。1949年为第六区。1956年为第三区。1957年将改名为沙依巴克区。
1996年，沙依巴克区辖9个街道：炉院街街道、长江路街道、和田街街道、扬子江路街道、友好南路街道、友好北路街道、八一街道、西山街道、雅玛里克山街道。
2000年第五次人口普查，沙依巴克区常住总人口482235人，其中：长江路街道28842人、和田街街道62051人、扬子江路街道34408人、友好南路街道30892人、友好北路街道44751人、八一街街道62339人、炉院街街道56912人、西山街道31461人、雅玛里克山街道57186人、红庙子街道44664人、后峡地区3792人、兵团104团20016人、兵团西山农牧场4921人。
2003年末，沙依巴克区总面积422.47平方千米，总人口444254人。辖10个街道：长江路街道、和田街街道、扬子江路街道、友好南路街道、友好北路街道、炉院街街道、西山街道、雅玛里克山街道、红庙子街道、八一街道。共有114个居委会、2个行政村。区政府驻扬子江路30号。
2004年末，沙依巴克区辖10个街道：八一街道、友好南路街道、友好北路街道、扬子江路街道、长江路街道、西山街道、炉院街街道、和田街街道、雅玛里克山街道、红庙子街道。共有114个社区、1个行政村。
2010年第六次人口普查，沙依巴克区常住总人口664716人，其中：长江路街道37489人，和田街街道62046人，扬子江路街道44891人，友好南路街道29071人，友好北路街道50901人，八一街道88146人，炉院街街道103134人，西山街道63228人，雅玛里克山街道44273人，红庙子街道101335人，兵团农十二师一零四团35184人，兵团十二师西山农场5018人。
2013年，市政府（乌政办[2013]270号）批复同意设立长胜东街道、长胜西街道、长胜南街道。2014年，市政府（乌政办[2014]183号）批复同意设立骑马山街道。调整后，全区辖16个街道。