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。

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。2022年，水西沟镇下辖9个行政村、3个社区。

2011年，水西沟镇农业总产值1.3亿元，比上年增长28.9%。粮食作物以小麦、大麦为主。畜牧业以饲养牲畜、家禽为主。畜牧业总产值6793.2万元，占农业总产值的52.3%。2011年末，商业网点650个，职工1250人，水西沟镇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%｡