清代，粤海地域为新安县典史管属地，有大涌村（今名大冲）、后海村。
民国时期，地域初属宝安县第一区十约镇、向南乡，后属第一区十约镇、南园乡，再后属第一区南头镇。
中华人民共和国成立前属莲城乡、南屏乡。
1949年，中华人民共和国成立时，属宝安县莲城十约南屏人民联乡。
1951年，撤大乡设小乡，属第一区南头乡、新民乡。
1956年10月，改属南头区南头乡、南山乡。
1958年3月，撤区并乡，改属南头乡。
1958年9月，成立人民公社，地域属超英公社南头生产管理区。
1959年，设立南头公社、西海（蛇口水产）公社，地域属南头公社、西海（蛇口水产）公社。
1961年7月，西海（蛇口水产）公社更名为蛇口公社，地域属南头区南头公社、蛇口公社。
1963年1月，撤区并社，属南头公社大冲大队、南山大队（部分）、蛇口公社后海大队。
1975年，南山大队分设为南山、向南大队，地域属南头公社大冲大队、向南大队（部分）、蛇口公社后海大队。
1979年1月，宝安县改设为深圳市，地域属深圳市南头公社、蛇口公社。
1983年10月，地域属南头区大新办事处、南山办事处、蛇口办事处。
1984年8月，地域属南头区大新办事处大冲村、南山办事处南光村（部分），蛇口区蛇口镇后海村。
1991年2月，设立粤海街道，隶属于深圳市南山区，粤海街道自此建立。