先秦时期，属百越之地，秦始皇统一中国后，大直镇归属象郡所辖。汉朝至晋朝，钦州属交州合浦郡，南朝末元嘉设末寿郡，梁代设安州。
唐武德五年（公元622年）改宁越郡为钦州总管府，元改为钦州路，明初改为钦州府，民国年间改为钦县，属广东省钦廉专署所辖。
明清时期， 大直镇先属钦州永乐乡，光绪十四年(1888年)划入新置的防城县。
民国期间称大东乡，解放初期改为大直镇。
中华人民共和国成立后，广东省设钦廉行政专员公署，1951年改隶广西省，1955年复隶广东省，曾一度合并到湛江专区。
1957年大直拨给钦北壮族自治县，分为大直、那天、王岗山3乡，1958年秋并人大寺大公社，11月15日随钦北县并入钦县，1959年4月分设大直公社。
1965年7月大直再隶广西壮族自治区，改为钦州地区行政专员公署，下辖上思、防城、钦州、灵山、浦北、合浦、北海七个县市，大直乡归属钦州，1984年大直改乡为镇。
1994年6月28日，经国务院批准，撤销钦州地区，设立地级钦州市，钦州市分成钦南区和钦北区，大直镇隶属钦北区。
