1958年，卢沟桥人民公社成立，隶属于丰台区人民政府，是地区一级权力机构。1963年卢沟桥人民公社设居民部。1965年设街道服务站，管辖青塔、湾子、周庄子等8个居委会。1968年5月，成立卢沟桥街道办事处。1983年至1991年辖区有3次变动。1983年丰北路以南铁路大修段居委会和周庄子居委会一部分约2平方千米划归丰台镇管辖，东起西三环南路，南至新丰草河，西至前泥洼，北至丽泽西路。1989年11月太平桥街道成立，将西三环中路、西三环南路东侧、北起莲花池东路，东到马连道、菜户营，南到柳村之前的9.47平方千米地域划归为太平桥街道办事处。1991年4月将大瓦窑立交桥南北一线以西，北天堂和大宁水库以北，哑叭河以东，石景山南站、张仪村以南之间约6.7平方千米地域划归宛平城地区办事处。又将卢沟桥以东8个居（家）委会划归宛平城地区办事处管辖。到2014年底，辖37个社区居委会，与卢沟桥乡12个行政村相融交错，属于典型的城乡结合部街道。

2021年7月18日，根据丰台区区划调整安排，接收原卢沟桥乡的2个社区和3个行政区，调整出27个社区。街道办公地址位于西四环南路40号。