西湖区是浙江省委、省政府的所在地，辖区总面积312.43平方千米（含西湖街道43.18平方千米）。至2020年末，西湖区辖北山、西溪、灵隐、翠苑、文新、古荡、转塘、留下、蒋村、西湖10个街道（其中西湖街道由西湖风景名胜区托管）和三墩、双浦2个镇，共有197个村（社区），其中165个社区、32个行政村。

西湖区位于杭州市西部，东以莫干山路、环城西路、西湖、万松岭、将台山、玉皇山、大慈山、白塔山与拱墅区、下城区、上城区为界；东南濒钱塘江与滨江区、萧山区隔江相望；西北与余杭区毗邻；西南以如意尖、午潮山等山脉与富阳区相接。辖区东西最大距离17.54千米，南北最大距离30.88千米。总面积312.43平方千米，其中陆地面积293.55平方千米，占94.0%；水域18.88平方千米，占6.0%。本区地域西部与中部高，山脊走向呈横趟的丁字形，为天目山余脉，多为海拔300米以下的丘陵。峦峰凝翟，植被丰富，山间溪涧淙淙，风光秀丽。北部与南部为平原，河流纵横。钱塘江自南而北曲折而下，烟波浩瀚，具航运、灌溉、养殖之利。境北的余杭塘河横贯东西，新开运河纵贯南北。西湖三面云山一面城，是著名游览胜地。全区平原与山地各占一半左右，俗称五山四地一分水。

西湖区拥有西湖景区、西溪国家湿地公园、西山国家森林公园等优质旅游资源，以及灵山风情小镇、兰里景区等特色景点，绿化覆盖率40.6%、森林覆盖率42.6%以上。成功创建13条省、市级“美丽河湖”，空气环境质量位居主城区第一。

西湖区历史悠久，秦始皇二十六年（前221）置钱唐县，县治设置在境内灵隐山麓，为杭州最早的县级行政中心，属会稽郡。汉魏时，钱唐县治自灵隐山麓迁徙至钱湖门外（今上城区清波门南云居山麓附近），本区地域作为钱唐县行政中心的地位有所减弱，但直至清，一直属钱塘县（唐武德四年即621年起称钱塘县）未变。辛亥革命后之1912年归属杭县，1927年废钱塘道实行省县二级制，杭县直属于省，本区地域始为杭县西湖区。是年5月划西湖、会堡等六区置杭州市，1930年12月为杭州市第七区，1935年改称第四区。1949年5月建西湖区。此后历经多次区划调整，至2007年12月，撤转塘、留下、袁浦、龙坞4镇及蒋村、周浦2乡，设转塘、留下、蒋村3街道及双浦镇，形成如今10街道2镇的格局。

2025年，西湖区位列中国综合竞争力百强区第23名、中国市辖区旅游综合竞争力百强区第5名、全国科技创新百强区第23名、全国投资潜力百强区第30名、全国新型城市化质量百强区第9名、全国绿色发展百强区第10名、全国综合实力百强区第12名。2025年5月，入围浙江省2026年全域幸福河湖建设项目县（市、区）名单。