唐前期南诏兴起之初，沙溪便是洱海流域北部的一个“诏”（矣罗实诏），属统帅楚雄州西部至大理州境内各少数民族羁縻州的剑南道姚州都督府。
明代以前，沙溪曾被称为“杀退”、“杀腿”。
明代后期，使用“沙溪”之称，《徐霞客游记》中称：“剑川湖之流，合驼强江出峡贯于川中，所谓沙溪也。
其坞东西阔五六里，南北不下五十里，所出米谷甚盛，剑川州皆来取足焉。”此处的“剑川湖，在剑川州东，周数十里，流入赵州境”。
“驼强”即“桃羌”，属口音之误。
清代顾祖禹《读史方舆纪要》中说：“桃羌河，在州（剑川州）南三十里。”沙溪在清代时称“沙溪图”。
民国十年（1921年），沙溪图改为剑川第四区。
民国十年（1930年），为寺登镇。
1949年，剑川县解放，改称剑川县第四区。
1958年，剑川县第四区撤销，改为沙溪公社。
1962年，沙溪公社改称沙溪区。
1970年，撤区建人民公社，沙溪区称沙溪公社。
1984年，区级政权进行体制改革，撤销沙溪公社，建立沙溪区。
1988年起，设沙溪乡。
2001年，沙溪撤区设镇。