唐开元二十六年（738）后，历属翁山县、昌国县（州）、定海县（直隶厅），1950年属定海县，1953年析建普陀县，1958年并入舟山县，1962年复置普陀县，1987年改为舟山市普陀区。
1996年，普陀区面积6730平方千米（其中海域面积6343平方千米）。人口约32.5万人。辖10个镇、8个乡：沈家门镇、东极镇、展茅镇、勾山镇、普陀山镇、朱家尖镇、桃花镇、虾峙镇、峧头镇、台门镇、螺门乡、葫芦乡、白沙乡、登步乡、蚂蚁岛乡、湖泥乡、双塘乡、佛渡乡。区政府驻沈家门镇。
2000年第五次人口普查，普陀区总人口346237人；其中：沈家门镇146788人，勾山镇23677人，展茅镇14310人，朱家尖镇26406人，桃花镇15537人，虾峙镇21455人，峧头镇23833人，台门镇23527人，东极镇5217人，普陀山镇9530人，螺门乡7687人，葫芦乡2417人，白沙乡2871人，登步乡5564人，蚂蚁岛乡4286人，湖泥乡1941人，佛渡乡2095人，双塘乡9096人。
2001年6月19日，浙政函[2001]99号批复：同意舟山市普陀区部分行政区划调整：撤销峧头镇、台门镇、双塘乡，合并设立六横镇，辖85个村、2个居委会，驻原峧头镇政府驻地。撤销湖泥乡，并入虾峙镇，辖20个村，驻地不变。撤销螺门乡，并入展茅镇，辖16个村、1个居委会，驻地不变。撤销沈家门镇、勾山镇、葫芦乡，其行政区域由普陀区政府直辖。在此区域调整设立若干街道办事处事宜由舟山市按有关规定办理。
2001年7月，普陀区将全区原10镇8乡撤并为7镇4乡3个街道：1.撤销峧头镇、台门镇、双塘乡建制，设立六横镇，辖85个行政村、2个居民区，镇政府驻西安路54号（原峧头镇政府驻地），与六横岛全国海岛资源综合开发试验区管理委员会合署办公，下设台门、双塘两个办事处。2.撤销沈家门镇建制和沈家门镇下辖的沈中、沈西、沈东办事处和平阳浦、鲁家峙管理处，成立沈家门街道办事处，同时成立沈家门开发建设管理委员会，合署办公。新设东港街道办事处，与东港开发区管理委员会合署办公，行政区划包括东港开发区、葫芦村、原沈家门镇塘头农业村、渔业村、茶壶甩村，东港街道办事处下设葫芦管理处。撤销勾山镇建制，设立勾山街道办事处，与浦西开发区管理委员会合署办公。3.撤销葫芦乡建制，将其并入东港街道办事处。4.撤销螺门乡建制，将其并入展茅镇，设立螺门办事处。展茅镇辖16个行政村、1个居民区，镇政府驻文化路3号。5.撤销湖泥乡建制，将其并入虾峙镇，设立湖泥办事处。虾峙镇辖20个行政村,镇政府驻大岙村。6.朱家尖镇、桃花镇、东极镇、普陀山镇、登步乡、蚂蚁岛乡、白沙乡、佛渡乡保持原建制，行政区划不变。【另有一说：撤销沈家门镇、勾山镇、葫芦乡建制，以原沈家门镇所属行政区域划出塘头管理区后,设立沈家门街道；以东港开发区管理委员会所属行政区域、原葫芦乡所属行政区域和从原沈家门镇划出的塘头管理区，设立东港街道】
2002年，普陀区辖3个街道、7个镇、4个乡：沈家门街道、东港街道、勾山街道、六横镇、朱家尖镇、展茅镇、桃花镇、虾峙镇、普陀山镇、东极镇、白沙乡、登步乡、佛渡乡、蚂蚁岛乡，共有23个社区、7个居民区、199个行政村。
2005年末，普陀区人口32.37万人。辖3个街道、7个镇、4个乡：沈家门街道、勾山街道、东港街道、六横镇、展茅镇、桃花镇、虾峙镇、东极镇、朱家尖镇、普陀山镇、白沙乡、登步乡、佛渡乡、蚂蚁岛乡。区政府驻沈家门街道北安路255号。
2007年10月，普陀区调整部分行政区划：撤销朱家尖镇、展茅镇建制，分别设立朱家尖街道办事处和展茅街道办事处；撤销佛渡乡建制，其行政区域划归六横镇管辖。调整后，普陀区辖5个街道、5个镇、3个乡：沈家门街道、勾山街道、东港街道、朱家尖街道、展茅街道、六横镇、桃花镇、虾峙镇、东极镇、普陀山镇、蚂蚁岛乡、登步乡、白沙乡。
2013年8月28日，《浙江省人民政府关于舟山市普陀区部分行政区划调整的批复》（浙政函[2013]122号）：同意撤销白沙乡、登步乡、蚂蚁岛乡建制，其行政区域改由普陀区政府直辖。8月29日，舟山市政府舟政函[2013]52号文件批复同意：一、撤销白沙乡、朱家尖街道，合并成立新的朱家尖街道。调整后的朱家尖街道陆域面积71.58平方公里，辖1个居委会，9个村委会，户籍人口28370人。街道办事处驻福兴社区福兴路1号。二、撤销登步乡、蚂蚁岛乡、沈家门街道，合并成立新的沈家门街道。调整后的沈家门街道陆域面积46.07平方公里，辖18个社区居委会，14个村委会，户籍人口98164人。街道办事处驻茶湾社区北渔市大街8号。舟政函[2013]54号文件批复同意：撤销勾山街道和东港街道，合并成立新的东港街道，街道办事处驻浦东村康腾路36号。
调整后，全区辖沈家门、东港、朱家尖、展茅4个街道和六横、虾峙、桃花、东极、普陀山5个镇。区政府驻东港街道昌正街169号（2012年左右区政府迁址）。