สำนักงานเขตสวนหลวง เดิมมีฐานะเป็น “ตำบลสวนหลวง” อยู่ในพื้นที่การปกครองของอำเภอพระโขนง จังหวัดพระนคร ซึ่งเป็นรูปแบบราชการบริหารส่วนภูมิภาคตามพระราชบัญญัติว่าด้วยระเบียบราชการแห่งราชอาณาจักรสยาม พ.ศ. ๒๔๗๖ และมีรูปแบบการปกครองแบบท้องถิ่น คือ เทศบาลกรุงเทพ เมื่อวันที่ ๑ เมษายน พ.ศ. ๒๔๘๐ ตามพระราชบัญญัติระเบียบเทศบาล พ.ศ. ๒๔๗๖ จนกระทั้งได้มีประกาศคณะปฏิวัติ ฉบับที่ ๒๔ และฉบับที่ ๒๕ ลงวันที่ ๒๑ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๑๔ ให้รวมจังหวัดพระนครกับจังหวัดธนบุรีเข้าด้วยกัน เรียกว่า “นครหลวงกรุงเทพธนบุรี” โดยให้รวมองค์การบริหารส่วนจังหวัดพระนครกับองค์การบริหารส่วนจังหวัดธนบุรีเป็น “องค์การบริหารนครหลวงกรุงเทพธนบุรี” และเทศบาลกรุงเทพกับเทศบาลธนบุรีเป็น “เทศบาลนครหลวง”
    เมื่อมีการจัดตั้งรูปการปกครองนครหลวงขึ้นใหม่เป็น “กรุงเทพมหานคร” ตามประกาศคณะปฏิวัติฉบับที่ ๓๓๕ ลงวันที่ ๑๓ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๑๕ อำเภอพระโขนงจึงเปลี่ยนฐานะเป็น เขตพระโขนง และตำบลสวนหลวงเปลี่ยนฐานะเป็น “แขวงสวนหลวง” เขตพระโขนง กรุงเทพมหานคร และโดยเหตุผลที่พื้นที่เขตพระโขนงมีอนาเขตกว้างขวางและมีพลเมืองอาศัยเพิ่มมากขึ้น จึงได้มีประกาศกรุงเทพฯ ลงวันที่ ๒๑ เมษายน พ.ศ. ๑๔๒๑ ยกฐานะของแขวงสวนหลวงขึ้นเป็น “สำนักงานเขตพระโขนง สาขา ๓ (สวนหลวง)” แต่เนื่องจากในขณะนี้จำนวนประชากรของสำนักงานเขตพระโขนง สาขา ๓ (สวนหลวง) ยังไม่หนาแน่นเพียงพอที่จะยกฐานะขึ้นเป็นเขต กระทรวงมหาดไทยจึงได้มีประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ ๙ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๓๒ เปลี่ยนแปลงพื้นที่ของเขตพระโขนงใหม่ โดยแบ่งออกเป็น ๓ เขต คือ เขตพระโขนง เขตคลองเตย และเขตประเวศ โดยเปลี่ยนชื่อใหม่ว่า “สำนักงานเขตประเวศ สาขาสวนหลวง” ตามประกาศกรุงเทพมหานคร ลงวันที่ ๒๐ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๕๓๒
    สำนักงานเขตสวนหลวง เพิ่งได้รับการจัดตั้งเป็น “เขตสวนหลวง” อย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ ๑๔ มกราคม พ.ศ. ๒๕๓๗ ตามประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ ๘ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๓๖ มีพื้นที่เขตการปกครองทั้งหมด ๒๗.๐๓ ตารางกิโลเมตร โดยมีพื้นที่เดิม ๒๕.๑๔ ตารางกิโลเมตร และพื้นที่จากเขตประเวศ และเขตคลองเตยบางส่วน จำนวน ๑.๘๙ ตารางกิโลเมตร และต่อมากรุงเทพมหานครก็ได้ออกประกาศกรุงเทพมหานคร ตามมาตรา ๗ แห่งพระราชบัญญัติระเบียบบริหารราชการกรุงเทพมหานคร พ.ศ. ๒๕๒๘ ตั้งแขวงสวนหลวง เต็มพื้นที่เขตสวนหลวง เมื่อวันที่ ๒๑ ตุลาคม พ.ศ. ๒๕๓๖ 

    ๓๑ สิงหาคม ๒๕๖๐ สำนักงานเขตสวนหลวงมีประกาศเปลี่ยนแปลงพื้นที่แขวงและที่ตั้งแขวงเพิ่มเติม ให้มีความเหมาะยิ่งขึ้น เพื่อประโยชน์ในด้านการปกครอง การบริหาร และการอำนวยความสะดวกแก่ประชาชน คือเปลี่ยนแปลงพื้นที่แขวงสวนหลวง และตั้งแขวงอ่อนนุช แขวงพัฒนาการ ตามราชกิจจานุเบกษา