西湖原是一个潟湖。远在秦朝时，西湖还是一个和钱塘江相连的海湾。耸峙在西湖南北的吴山和宝石山，是当时环抱着这个小海湾的两个岬角。后来由于潮汐的冲击，泥沙在两个岬角淤积起来，逐渐变成沙洲。此后日积月累，沙洲不断向东、南、北三个方向扩展，终于把吴山和宝石山的沙洲连在一起，形成了一片冲积平原，把海湾和钱塘江分隔了开来，原来的海湾变成了一个内湖，西湖就由此而诞生了。
西湖，最早据东汉（后汉）班固《汉书》卷二十八《地理志》记载：“武林山，武林水所到之处出。东入海，行八百三十里”。一般认为，武林山即今灵隐、天竺一带群山的总称，而发源于这一带的南涧，北涧等山涧汇合为金沙涧，东流注入西湖，是西湖最大的天然水源。因此“武林水”之名是最早见于记载的西湖的名字。北魏郦道元《水经注》记载：“县南江侧，有明圣湖，父老传言，湖有金牛，古见之，神化不测，湖取名焉”。此时衍生出西湖较早的另外两个古称：明圣湖和金牛湖。
约东汉时，一名叫华信的地方官，在西湖以东地带筑塘抵捍钱塘江咸潮而得名钱塘湖。这是唐唐以前西湖通用的名称。白居易诗文中每每提及钱塘湖，如《答客问杭州》中“山名天竺堆青黛，湖号钱塘泻绿油”。诗人张祜也有诗作题为《早春钱塘湖晚》。
