„Saulėtekio slėnio“ projektą 2002 m. pradžioje inicijavo asociacija „Žinių ekonomikos forumas“. Forumas subūrė koordinacinę „Saulėtekio slėnio“ darbo grupę, atsakingą už šio žinių ekonomikos branduolio projekto vystymą ir įgyvendinimą.

2002 m. sausio 9 d. Lietuvos Respublikos Prezidentūroje Vilniaus miesto savivaldybė, Vilniaus universitetas, Vilniaus Gedimino technikos universitetas ir asociacija "Žinių ekonomikos forumas" pasirašė ketinimų protokolą dėl Vilniaus miesto žinių ekonomikos plėtros.

2003 m. gegužės 27 dieną  pirmajam Vilniuje žinių ekonomikos branduolio projektui įgyvendinti buvo įkurta VŠĮ „Saulėtekio slėnis“, kurios steigėjais tapo Vilniaus universitetas, Vilniaus Gedimino technikos universitetas, AB „Alna“, UAB „Bitė GSM“ bei UAB „Ekspla“, atstovaujanti lazerių ir šviesos technologijų verslo ir mokslinių tyrimų institucijų konsorciumą.

2004 m. vasarį VŠĮ „Saulėtekio slėnis“ dalininke tapo Vilniaus miesto savivaldybė, kuri įsipareigojo vystyti mokslo, verslo bei vietinės valdžios bendradarbiavimą skatinančius projektus, branduolio infrastruktūrą, prisidėti pritraukiant investicijas moksliniams tyrimams, inovacijoms ir aukštųjų technologijų verslo plėtrai. „Saulėtekio slėnio“ projekto svarba ir vaidmuo plėtojant sostinės žinių ekonomiką yra pabrėžiami Vilniaus miesto 2002-2011 metų strateginiame plane.

2004 m. spalį Vilniaus universitetas, Centrinė projektų valdymo agentūra (CPVA) ir Didžiosios Britanijos kompanija „Centre for Strategy&Evaluation Services (CSES)“ pasirašė trišalę paslaugų teikimo sutartį dėl žinių ekonomikos branduolio „Saulėtekio slėnis“ plėtros dokumentacijos sukūrimo. Sutartyje numatomų darbų kaina siekė beveik 200 tūkst. Eurų ir jie buvo finansuojami iš 2002 metų PHARE programos projektų rengimo fondo (PRF).

2004 m. gruodį aktyviai žinių ekonomikos plėtroje dalyvaujančios pažangiausios Lietuvos verslo ir mokslo organizacijos kreipėsi į Vyriausybę kviesdama jau iki 2006 metų sukurti šalies klasterizacijos politiką, aiškiai apibrėžiančią valstybės, kaip svarbaus katalizatoriaus, vaidmenį skatinant verslumą bei inovacijas. Kreipimąsi pasirašė Lietuvos prekybos, pramonės ir amatų rūmų asociacijos, asociacijos „Infobalt“, Lietuvos lazerių ir šviesos mokslo ir technologijų asociacijos, Lietuvos pramonininkų konfederacijos, Lietuvos mokslo tarybos, Santariškių medicinos įstaigų asociacijos, „Žinių ekonomikos forumo“ ir „Saulėtekio slėnio“ vadovai.

2005 m. vasarį Vilniaus miesto taryba pavedė viešajai įstaigai „Saulėtekio slėnis“ vykdyti savivaldybei priskirtas viešąsias funkcijas, reikalingas žinių ekonomikos branduoliui kurti ir plėtoti. Viešųjų funkcijų suteikimas „Saulėtekio slėniui“ leis pritraukti ne tik pajėgiausias šalies žinių ekonomikos įstaigas, bet ir užsienio aukštųjų technologijų verslo investicijas, paskatins intensyvesnį mokslo ir verslo bendradarbiavimą, leis efektyviau pasinaudoti ES ir kitų tarptautinių fondų parama.

2006 m. gruodį „Saulėtekio slėnio mokslo ir technologijų parko (MTP) vystymo projekto” pirmojo etapo įgyvendinimui skirta daugiau nei 10,5 mln. litų Europos Sąjungos Struktūrinių fondų parama pagal Lietuvos 2004–2006 metų bendrojo programavimo dokumento 3.2 priemonę „Verslo aplinkos gerinimas“. Projektas buvo bendrafinansuojamas Vilniaus m. savivaldybės lėšomis (6 mln. litų) bei banko paskola (12 mln. Lt). Visa projekto vertė – daugiau nei 28 mln. litų.

Lietuvos Respublikos Vyriausybė 2007 m. kovo 21 d. nutarimu Nr. 321 patvirtino integruotų mokslo, studijų ir verslo centrų (slėnių) plėtros koncepciją. "Slėnių" plėtra siekiama Lietuvoje sukurti tarptautinio lygio mokslo, studijų ir žinių ekonomikos branduolius, paspartinti žinių visuomenės kūrimą ir sustiprinti Lietuvos konkurencingumą.

2007 m. lapkritį VšĮ „Saulėtekio slėnis“, įgyvendindama pirmojo Lietuvoje verslo angelų tinklo (VAT) sukūrimo projektą, kartu su partneriais Vilniuje, Kaune ir Klaipėdoje miestų investuotojams ir verslininkams pristatė neformalių investuotojų, kitaip dar vadinamų „verslo angelais”, veiklos principus ir galimybes. Pradėjo veikti VAT interneto svetainė www.businessangels.lt.

2008 m. rugsėjį duris atvėrė pirmaisi mokslo ir technologijų parko devynių aukštų 6300 kv. m ploto pastatas, skirtas pagal iš anksto patvirtintus kriterijus atrinktoms aukštųjų technologijų ir verslo paramos įmonėms. Iki 900 kv. m ploto MTP ploto skirta verslo inkubatoriui, kuriame patalpas lengvatinėmis sąlygomis nuomojasi pradedantys verslininkai.

2009 m. gruodį VšĮ  „Saulėtekio slėnio“ projektas „Saulėtekio verslumo mokykla“ Lietuvoje išrinktas 2009–2010 metų Europos verslininkystės apdovanojimų (EVA) nacionalinės atrankos nugalėtoju nominacijoje „Verslumo dvasios skatinimas“.