秦始皇二十六年（公元前221年）置会稽郡，萧山属会稽郡地。西汉初至元始二年（公元2年）间，始建余暨县，属会稽郡。“余”为越语，越人称盐为“余”，因当时萧山产盐，又临暨浦，所以称“余暨”。属会稽郡。汉末童谣：“天子当兴东南三余（指余姚、余杭、余暨）之间”。所以孙权在黄武元年（222年）改余暨县为永兴县。属会稽郡。隋开皇九年（589年）并永兴入会稽县，唐仪凤二年（677年）复置永兴县。天宝元年（742年），改永兴为萧山，因县治西部有萧山而得名。作为山名的萧山，早在《汉书·地理志》余暨县名之下已有记载，其来历是当年越王勾践被吴王夫差战败，率剩下兵卒停留于此，四顾萧然，故称此山为萧然山，亦名萧山。
关于萧山县境范围的文字记载，最早见诸南宋《嘉泰会稽志》，当时全境东西宽62里，南北长90里。东至山阴县界50里，以西小江中流为界，自界至山阴县53里；西至临安府钱塘县界23里，以浙江中流为界，自界至钱塘县30里；南至诸暨县界60里，以劳岭为界，自界至诸暨县65里；北至临安府钱塘县界35里，以浙江中流为界，自界至县47里。东南到山阴县界51里，西南到临安府钱塘县48里，东北到山阴县界49里，西北到临安府钱塘县界15里。这一境域经元、明直至清中叶，县境范围，无重大变化。
1949年5月5日，萧山解放，为省直属县；6月底划归绍兴专区。1952年起萧山复为省直属县。1957年划归宁波专区。1959年改属杭州市。1987年11月27日，国务院批准同意撤销萧山县，设立萧山市（县级）。1988年1月1日，萧山市正式挂牌成立。2001年2月2日，国务院批准（国函[2001]13号）同意撤销萧山市，设立杭州市萧山区（3月9日浙政发[2001]12号通知）；3月25日，杭州市萧山区正式挂牌成立。
1950年10月，绍兴县进化区所属青化、进化、城山等15个乡及临浦镇原属绍兴县部分划归萧山县；萧山县钱清镇划归绍兴县。1956年2月，绍兴县安昌区所属东湾、夹灶、塘北等11个乡划归萧山县，萧山县进化区的莲东、莲西、夏履3个乡划归绍兴县；萧山县河上区的安山、桃源、径游3个乡和尖山乡的谢家、新河口2村划归诸暨（1957年3月又划归萧山）；诸暨县岳驻乡的小山头、方山前、兰头角、岳驻4村和莫家的半个村划归萧山县。
1996年，经省政府批准，从5月1日起，将萧山市浦沿、长河、西兴三镇划给杭州市西湖区（后单独建为滨江区）。5月24日，西兴镇的东湖、杜湖、湖头陈三村仍归萧山市，属城厢镇。区划调整前，萧山市地域面积为1492.26平方千米，三镇划出面积为72.04平方千米，占全市的4.8％，调整后全市实有地域面积为1420.22平方千米。萧山四至为：东界绍兴县。西界富阳市和滨江区。南与诸暨市分界。西北界杭州市滨江区。北界江干区、余杭区和海宁市。
此外由于围垦，萧山辖境面积有了扩大。萧山围垦，系中华人民共和国建国后，经历年筑堤围圈、开发建设的钱塘江畔的新土地。其北、东、西三面濒临钱塘江，南接南沙大堤。经多次大小规模不同的围垦，至2000年底，萧山围垦面积达52.62万亩。
1992年，石岩、来苏、新塘、裘江、城东、城北、城南等7个乡及长山镇的柳桥、墩里吴、塘湾3村并入城厢镇（改设7个办事处），长山镇并入新街镇，宁围、盈丰2乡合并设立宁围镇，螺山乡并入衙前镇，大园、昭东、瓜沥3乡并入瓜沥镇，光明乡并入坎山镇，夹社、益农2乡合并设立益农镇，甘露乡并入靖江镇，梅西乡并入党湾镇，赭山镇并入南阳镇，宏伟乡并入头蓬镇，宏图乡并入新湾镇，河庄、新围、钱江3乡合设立河庄镇，大庄、通济、浦南3乡并入临浦镇，径游乡、桃源乡、尖山镇合并设立浦阳镇，城山、进化2乡合并设立进化镇，永兴乡并入戴村镇，大桥乡并入河上镇，岩山、大同坞2乡并入楼塔镇，新江岭乡并入欢潭乡，朱村桥乡并入许贤乡。
1996年，萧山市面积1350平方千米，人口约120人。辖24镇4乡：城厢镇、闻堰镇、新街镇、宁围镇、衙前镇、瓜沥镇、坎山镇、党山镇、益农镇、义盛镇、靖江镇、党湾镇、南阳镇、头蓬镇、新湾镇、河庄镇、临浦镇、义桥镇、所前镇、浦阳镇、进化镇、戴村镇、河上镇、楼塔镇、前进乡、云石乡、欢潭乡、许贤乡。市政府驻城厢镇。
1998年8月26日，撤销城厢镇的新塘、来苏、石岩3个办事处，恢复新塘、来苏、石岩3个乡。1998年末，萧山市总面积1420.22平方千米，人口113.41万人，辖24个镇、7个乡，137个居委会、745个行政村。