1958年设西沟公社，1984年设西沟乡，2018年神木市撤销神木镇，设立滨河新区街道、西沙街道、麟州街道、迎宾路街道、永兴街道、西沟街道六个街道，统一由市政府命名，名称沿用至今。
西沟街道由原来的西沟办事处加神木镇部分村组共同组成。
在神木市境中部，东与迎宾路街道相邻，西与锦界镇接壤，南接迎宾路街道（原解家堡乡部分）接壤，北至西沙街道，面积248.65平方千米，人口0.476万户1.6169万人，辖1个社区居民委员会、13个村民委员会，街道办事处驻地灰昌沟村。