清代，粵海地域為新安縣典史管屬地，有大涌村（今名大沖）、后海村。
民國時期，地域初屬寶安縣第一區(qū)十約鎮(zhèn)、向南鄉(xiāng)，后屬第一區(qū)十約鎮(zhèn)、南園鄉(xiāng)，再后屬第一區(qū)南頭鎮(zhèn)。
中華人民共和國成立前屬蓮城鄉(xiāng)、南屏鄉(xiāng)。
1949年，中華人民共和國成立時，屬寶安縣蓮城十約南屏人民聯鄉(xiāng)。
1951年，撤大鄉(xiāng)設小鄉(xiāng)，屬第一區(qū)南頭鄉(xiāng)、新民鄉(xiāng)。
1956年10月，改屬南頭區(qū)南頭鄉(xiāng)、南山鄉(xiāng)。
1958年3月，撤區(qū)并鄉(xiāng)，改屬南頭鄉(xiāng)。
1958年9月，成立人民公社，地域屬超英公社南頭生產管理區(qū)。
1959年，設立南頭公社、西海（蛇口水產）公社，地域屬南頭公社、西海（蛇口水產）公社。
1961年7月，西海（蛇口水產）公社更名為蛇口公社，地域屬南頭區(qū)南頭公社、蛇口公社。
1963年1月，撤區(qū)并社，屬南頭公社大沖大隊、南山大隊（部分）、蛇口公社后海大隊。
1975年，南山大隊分設為南山、向南大隊，地域屬南頭公社大沖大隊、向南大隊（部分）、蛇口公社后海大隊。
1979年1月，寶安縣改設為深圳市，地域屬深圳市南頭公社、蛇口公社。
1983年10月，地域屬南頭區(qū)大新辦事處、南山辦事處、蛇口辦事處。
1984年8月，地域屬南頭區(qū)大新辦事處大沖村、南山辦事處南光村（部分），蛇口區(qū)蛇口鎮(zhèn)后海村。
1991年2月，設立粵海街道，隸屬于深圳市南山區(qū)，粵海街道自此建立。