Thời phong kiến, địa phận Sa Pa ngày nay thuộc Châu Thủy Vĩ, phủ Quy Hóa, tỉnh Hưng Hóa. Đến thời Minh Mạng – nhà Nguyễn Châu Thủy Vĩ được chia thành nhiều tông, địa phận Sa Pa được tách ra thành tông Hướng Vinh bao gồm 15 làng.
Ngày 12/07/1907 tỉnh Lào Cai được thành lập, Sa Pa được hình thành gồm 2 xã Bình Lư và Hướng Vinh, những năm 30 của thế kỷ XX, Sa Pa đổi thành hạt bao gồm 37 làng một phố với 1020 hộ dân. Ngày 09/03/1944, thông sứ Bắc Kỳ đã ra Nghị định thành lập Châu Sa Pa bao gồm 2 xã Mường Hoa và Hướng Vinh và khối phố Xuân Viên ( Thị trấn Sa Pa ngày nay)
Năm 1978 Sa Pa được chia thành 3 xã : Sa Pa Chung, Mường Bo và Kim Hoa, năm 1954 hòa bình lập lại, Sa Pa sắp xếp lại đơn vị hành chính thành 17 xã và 1 thị trấn và đến nay Sa Pa vẫn giữ ổn định 18 đơn vị hành chính này.
Sau khi chiếm được Sa Pa vào năm 1887, thực dân Pháp thực hiện mở mang Hùng Hồ - Sa Pa xưa thành nơi nghỉ mát, họ đưa một số chủ thầu người
Pháp như Hautefeuille, Lapiques, Anvaro cùng với lực lượng công binh Pháp và công nhân người Việt khai thác vật liệu xây dựng, đá, gỗ, cát …Huy động hàng ngàn thợ từ miền xuôi, hàng vạn lượt người dân địa phương đi phu và tù nhân ở nhà tù Sa pa tham gia xây dựng. Đến năm 1915, đã có hai nhà nghỉ mát đầu tiên làm bằng gỗ do nhà chủ thầu Hautefeuille xây dựng. Sau đó là ba khách sạn lớn : Metropon, Pansipan, Hotel Đuy xang và hàng trăm biệt thự khác cũng được dựng lên phục vụ cho việc nghỉ dưỡng của người Pháp.
Khi khu nghỉ mát được hình thành, cơ sở hạ tầng cũng được Pháp xây dựng. Đến năm 1925 xây dựng trạm thủy điện Cát Cát, năm 1930 rải nhựa đường nội và thi công dường Lào Cai – Sa Pa, hệ thống cung cấp nước sạch được xây dựng phục vụ cho khu vực thị trấn đồng thời cũng hình thành khu dân cư thị trấn Sa Pa ngoài người Việt còn có người Hoa, người Pháp, sau đó hình thành các tên phố như : Phố Khách, An Nam, Xuân Viên.
Đến năm 1943 Sa Pa đã có khoảng 200 ngôi biệt thự và nhà do Pháp xây dựng, các vườn hoa, sân chơi, đồn điền cũng như các điểm du lịch như Hang đá, Thác bạc, Cầu mây... Tuy nhiên các biệt thự nghỉ mát, khách sạn và công sở đó không còn đến ngày nay vì hầu hết các công trình đó đã bị phá hủy theo chủ chương tiêu thổ kháng chiến năm 1947 và cuộc chiến tranh biên giới năm 1979.
Năm 1954 hòa bình được lập lại miền Bắc, Sa Pa trở thành điểm nghỉ dưỡng của tất cả các tàng lớp nhân dân lao động, nhưng Sa Pa chỉ thực sự mở cửa trở lại với khách du lịch quốc tế vào năm 1992. Trong năm 1992, do cơ sở
vật chất còn hạn chế, Sa Pa chỉ đón được khoảng 1000 khách du lịch. Nhưng cũng từ đó du lịch Sa Pa ngày càng phát triển, năm 2007 Sa Pa đã có gần 150 khách sạn và nhà nghỉ, trong đó có những khách sạn đạt hai sao và ba sao. Những cơ sở hạ tầng như : đường giao thông, đường điện, hệ thống cấp nước, hệ thống thông tin liên lạc, chăm sóc sức khỏe... Không ngừng được cải tạo và nâng cấp đáp ứng nhu cầu không những của người dân bản địa mà còn cho hàng trăm du khách. Chỉ tính riêng năm 2007 Sa Pa đã đón được 350.000 lượt khách tới thăm quan. Hiện nay du lịch Sa Pa đang theo hướng văn minh và bền vững có tốc độ phát triển trung bình 20 – 30 % năm.