Tháng 10 năm 1955, Chính phủ Việt Nam Cộng hòa thành lập thị xã Đà Nẵng, trong đó quận III (tương ứng với địa bàn quận Sơn Trà ngày nay) gồm 9 khu phố: An Hải, Mân Quang, Cổ Mân, Nam Thọ, Mỹ Khê, Phước Trường, Nại Hiên Đông, Tân Thái, Thượng Nghĩa.[5]

Ngày 6 tháng 1 năm 1973, Chính phủ Việt Nam Cộng hòa giải thể 9 khu phố thuộc quận III và chia lại thành 7 phường: Nam Thọ, Mân Quang, Mân Thái, An Hải Tây, Phước Mỹ, Nại Nghĩa, An Hải Bắc.[5]

Tháng 2 năm 1976, hai tỉnh Quảng Nam, Quảng Tín và thị xã Đà Nẵng thời Việt Nam Cộng hòa sáp nhập thành tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng. Lúc này, 3 quận I, II, III của thị xã Đà Nẵng cũ tạm thời trực thuộc tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng.

Ngày 30 tháng 8 năm 1977, Hội đồng Chính phủ ban hành Quyết định số 228-CP[6]. Theo đó, sáp nhập 3 quận I, II, III thuộc tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng thành một đơn vị hành chính là thành phố Đà Nẵng.

Ngày 6 tháng 11 năm 1996, Quốc hội thông qua Nghị quyết về việc chia và điều chỉnh địa giới hành chính một số tỉnh[7]. Theo đó, chia tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng thành tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng trực thuộc trung ương. Thành phố Đà Nẵng có địa giới hành chính bao gồm thành phố Đà Nẵng cũ và hai huyện Hòa Vang, Hoàng Sa.

Ngày 23 tháng 1 năm 1997, Chính phủ ban hành Nghị định số 07/1997/NĐ-CP[1]. Theo đó, thành lập quận Sơn Trà trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của 7 phường: An Hải Tây, An Hải Bắc, An Hải Đông, Nại Hiên Đông, Mân Thái, Phước Mỹ, Thọ Quang thuộc khu vực III, thuộc thành phố Đà Nẵng cũ.

Sau khi thành lập, quận có 5.972 ha diện tích tự nhiên và 96.756 người.