1949年宁河县的塘沽地片与海河南岸天津县大沽地片合并为塘大区（另说是塘大市改为塘大区），这就是塘沽区的雏形；同年3月以“宁河县第五区的寨上镇、汉沽乡、营城乡，第二区之小神堂村及丰南县大神堂村”为基础设立了汉沽特别区，8月又将之改为汉沽镇。
1952年塘大区改名为塘沽区，因驻地塘沽得名，塘沽原名塘儿沽，以塘儿沽引河得名；相传有一年发大水，海河上游漂来一口大钟在此搁浅，风水相搏而不时发出“堂-咕”之声，后来其谐音塘二沽或塘儿沽便成为地名。
1954年汉沽镇划入河北省天津专区，1958年改设为天津市汉沽区，以驻地汉沽得名；又在1960年划入河北省唐山专区并改汉沽市（含宁河县），1961年汉沽与宁河分治，同时从唐山专区划入天津市而恢复了汉沽区的身份。
1963年以“黄骅县太平村、大苏庄、沙井子地区和静海县徐庄子、小王庄、赵连庄等地”为辖区设置天津市北大港区，驻地原赵连庄乡的洋闸在今滨海新区中塘镇境内；因区内有北大港而得名，据《天津大辞典》记载：1954年沧州地区决定移民开荒，定以捷地减河为界，以北的太平村、沙井子、上古林一带被称为北大港；由此可知北大港之名是因位于捷地减河以北而得名。这可视为大港区的前身，1970年北大港区并入天津市南郊区（今津南区），到1979年11月恢复建制时将名字从北大港区简化为大港区。
合并之前汉沽区面积427.49平方千米、人口21.7万，下辖3个街道、4个镇：汉沽街道、寨上街道、河西街道，茶淀镇、大田镇、营城镇、杨家泊镇；大港区面积1113.83平方千米，人口34.6万，下辖5个街道、3个镇：胜利街道、迎宾街道、海滨街道、古林街道、港西街道，中塘镇、小王庄镇、太平村镇；塘沽区面积688平方千米，人口47.7万。
经过数次调整，如今滨海新区下辖14个街道、5个镇：杭州道街道、新河街道、大沽街道、新北街道、北塘街道、胡家园街道、泰达街道、塘沽街道、汉沽街道、寨上街道、茶淀街道、古林街道、海滨街道、大港街道，新城镇、杨家泊镇、太平镇、小王庄镇、中塘镇。
2013年9月以于家堡街道、新港街道所辖区域及新村街道海河以北为辖区设立塘沽街道，将迎宾街道与胜利街道合并为大港街道，再加上汉沽区原有的汉沽街道，也是三区合并之后为保留塘沽、汉沽、大港三个区的名字而做出的努力，较好的传承了历史地名的文化。
这里有大沽口炮台遗址、天津泰达航母主题公园、天津海昌极地海洋世界、天津港博览馆、北洋水师大沽船坞遗址（海神庙船坞）、塘沽海河外滩公园、宫港森林公园等景点；其中天津海昌极地海洋世界是世界上规模最大、展示极地海洋生物品种最全的极地海洋动物馆。
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