地名由来：因辖区内有1996年市政府建的大型住宅区桃源村，故名。
2021年5月，根据第七次全国人口普查结果，桃源街道人口数量为24.75万人，位列南山区各街道人口数量排行榜第3位。
桃源街道成立于2002年6月，位于南山区东北部，辖区总面积35平方公里。东至塘朗山，与福田区梅林街道相连，西临西丽水库、大沙河，与西丽街道接壤，南至北环路，与沙河街道毗邻，北靠羊台山，与宝安区龙华街道相接。辖区内山环水抱，风景秀丽，日照充足，雨量充沛，自然资源丰富，生态环境优美，旅游资源得天独厚。辖区地势北高南低，北部和东南部属塘朗山丘陵地形，中南部属大沙河台地地形。辖区水资源丰富，大沙河、长岭皮河等流经辖区。辖区内有包括清华大学研究生院、北京大学研究生院、哈尔滨工业大学研究生院等在内的深圳大学城和正在建设中的南方科技大学。2009年，街道下辖龙光、珠光、平山、塘朗、福光、长源、桃源、龙辉、龙联、大学城、峰景、龙珠12个社区居委会，设有社区工作站12个。其中龙光、珠光、平山、塘朗、福光、长源6个为农城化社区，桃源、龙辉、龙联、大学城、峰景、龙珠6个为纯居民社区。
长源社区工作站
长源村一号路长源村委大楼三楼
26979842
大学城社区工作站
丽山路学城绿园7栋102室
26519201
峰景社区工作站
龙珠大道俊峰丽舍4栋3单元1楼
86102191
福光社区工作站
福光村光乐巷20号
86180208
龙光社区工作站
26786977
龙辉社区工作站
龙珠大道龙辉花园26栋107
26547435
龙联社区工作站
西丽体育中心附属楼三楼
86230263
龙珠社区工作站
桃源村三期3栋E座2A
86075427
平山社区工作站
丽山路平山村平福苑二楼
26985657
塘朗社区工作站
塘朗新村1号（塘朗大厦）2楼
26554116
桃源社区工作站
南山区桃源村94栋二楼
86366398
珠光社区工作站
珠光路珠光大厦二楼
86276075
历史沿革：
1956年10月，桃源属南头区沙河乡。
1958年3月，属南头乡。
1958年9月，属超英公社南头生产管理区。
1963年1月，属南头公社。
1981年8月，属罗湖区南头公社。
1983年10月17日，属南头区西丽办事处。
1990年9月，属南头区西丽街道。
2002年6月，由西丽街道分设桃源街道。