水西沟镇，隶属于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市乌鲁木齐县，位于乌鲁木齐县东部，东邻托里乡，西接板房沟乡，南与吐鲁番市托克逊县库加依镇接壤，北至乌拉泊，与天山区毗邻，距乌鲁木齐县人民政府7千米。水西沟镇行政区域总面积为530.8平方千米。截至2018年，水西沟镇户籍人口为11545人。

水西沟镇是清乾隆末年形成村庄，庄西有一条因山峰积雪消融汇流形成的沟，因而得名。

1950年，属迪化县六区所辖。

1956年，撤区并乡成立水西沟乡。

1959年，建立了乌鲁木齐县水西沟园艺场。

1963年，改建为水西沟公社。

1967年，改名为红太阳公社。

1979年，恢复原名。

1984年，成立水西沟乡人民政府。

2002年9月，撤乡建镇。

2011年末，辖水西沟、大庙、庙尔沟、东湾、东梁、平西梁、闸滩、方家庄、小东9个村民委员会；下设30个村民小组。

截至2019年，水西沟镇下辖9个行政村、2个社区。

2022年，辖9个行政村、3个社区：溪水社区、南河路社区、南滩路社区，平西梁村、小东沟村、大庙村、水西沟村、方家庄子村、东梁村、庙尔沟村、闸滩村、东湾村。

水西沟镇东邻托里乡，西接板房沟镇，南与吐鲁番市托克逊县库加依镇接壤，北至乌拉泊与天山区毗邻。人民政府驻南溪南路1号，距乌鲁木齐县人民政府7千米，土地面积530.8平方千米。

水西沟镇地处天山北部低中高山区和山前冲积倾斜平原的交界处，地势平缓由南向北倾斜。

水西沟镇属温带大陆性气候，其特点是冬季暖和，夏季凉爽。多年平均气温18℃，1月平均气温-12℃，极端最低气温（1987年2月1日）-38℃，7月平均气温25.9℃，极端最高气温（1998年7月5日） 39.5℃。平均气温年较差最大日较差-30℃，生长期年平均180天，无霜期年平均130天，最长达140天，最短为110天。年平均日照时数1800小时，0℃以上持续期为120天。年平均降水量250毫米，年平均降水日数为30天，最多达3天，最少为0.5天。极端年最大雨量300毫米，极端年最少雨量100毫米。降雨集中在每年4月下旬至10中旬，6月最多。

水西沟镇矿藏及其他自然资源境内已探明地下矿藏有煤、 石灰石、金砂等，其中煤炭储量3000万吨，年产量20万吨。

2011年末，辖区总人口11021人，其中城镇常住人口3688人，城镇化率34%。另有流动人口1500人。总人口中，男性5825人，占52%；女性5196人，占48%；以哈萨克族为主，达3831人，占35%；有汉族3698人，占34%；另有回、维吾尔、乌孜别克、塔塔尔等民族。超过3000人的有回族，达3203人，占29%，其他民族289人。

2011年，人口出生率14.9‰，人口死亡率1.44‰，人口自然增长率13.46‰。

截至2018年，水西沟镇的总人口数为11545人。

2011年，水西沟镇财政总收入1349万元，比上年增长32%，农业总产值1.3亿元，比上年增长28.9%。生产粮食5058吨，人均458.9千克；蔬菜种植面积4110亩，产量13839吨；农业耕地面积 44900亩，人均4.1亩；可利用草地面积49.5亩，林地面积17000亩；畜牧业总产值6793.2万元，占农业总产值的52.3%。

2011年末，水西沟镇有商业网点650个，职工1250人，是乌鲁木齐市重要的旅游度假冬季滑雪圣地。2011 年，社会商品销售总额达1.3亿元。比上年增长5.8%.

2018年，水西沟镇有工业企业9个，有营业面积超过50平方米以上的综合商店或超市21个。

2011年，水西沟镇有乡（镇）公路1条，总长30千米，客运总量28.08万人次；镇区公交汽车线路1条，运营总里程达9.36千米，公交运营车辆13辆，万人拥有量为35.25台，年客运量28. 08万人次。

邮政网点1个，投递路线单程总长度80千米，投递点50个，乡村通邮率100%；全年投递国内函件10万件，国内异地特快专递信件完成5万件，征订报纸10万份电信服务网点2个。

截至2011年末，水西沟镇有自来水厂1座，铺设水管65千米，生产能力1000吨/日，年生活用水165 万吨，居民自来水普及率95%，排水管道26千米；拥有110千伏变电站1座，主变压器150台，总容量1500兆伏安，高压输电线路3条，总长度120千米，用电负荷14.25万千瓦；城镇供热管道总长度16千米，供热面积8万平方千米，供热普及率为30%。

截至2011年，水西沟镇有文化站1个，建筑面积1098.74平方米，藏书2万册。

截至2011年，水西沟镇教育经费达1723万元，预算内教育事业费1723万元。幼儿园3所，在园幼儿300人；小学4所，在校生567人，专任教师83人，小学适龄儿童入学率99.12%；初中2所，在校生289人，专任教师25人，初中适龄人口入学率99.31%，小升初升学率100%，九年义务教育覆盖率达100%。

截至2011年，水西沟镇各级各类医疗卫生机构10个，其中卫生院1所，病床35张，专业卫生人员22人，其中执业医师11人，执业助理医师6人，乡村医生执业证书1人，注册护士4人，平均每千人拥有卫生技术人员2人、执业（助理）医师1.5 人、注册护士0.36人，新型农村合作医疗参合人数6783人，参合率95%。

截至2011年，水西沟镇城镇最低生活保障户25户，人数40人，支出9.3万元，比上年增长5%，月人均194元。民政部门资助参加合作医疗6000元。农村最低生活保障户数385户，人数742人，支出78.4万元，比上年增长20%，月人均88元。农村五保集中供养22户，22人，其中集中供养13人，支出43516.80元。农村医疗救助100人，民政部门资助参加合作医疗742人，支出11.13万元。

截至2011年，水西沟镇农村卫生厕所普及率50%；有污水处理厂1座，污水处理能力达到1万立方米/日；生活垃圾无害化处理率达85%；城镇绿化覆盖率达到10%；全境林木绿化率达到70%。

庙尔沟、平西梁、石盆沟、老虎沟、羊圈沟、青石沟、花儿沟等八大景区内群峰叠翠、松柏参天、瀑布直泻、涓涓细流、绿草如茵、皑皑白雪勾勒出一幅江山多娇的多彩画卷。“龙王庙”、“娘娘庙”古遗址见证着久远历史的沧桑，丝绸之路、白云、阳光、五棵松滑雪场带给人们童年的乐趣，让人置身于冰川雪海的梦幻之中，形成了春踏青、夏避暑、秋观景、冬滑雪的“四季”旅游格局。

水西沟镇有独具民族特色的农（牧）家乐，以色、香、味俱全的美食吸引着南来北往的过客，全镇集观光、休闲、度假、健身娱乐于一体的各类度假村达32处，年接待游客近百万人（次），旅游综合收入达1.3亿元。

2022年11月15日，入选文化和旅游部公布的第二批全国乡村旅游重点镇（乡）名单。