清代，大沟镇属长乐乡乔马都乔马三、四图。
民国时期属第二区，大沟圩在
、民国初期较为兴盛，是阳江四大集镇（织簧、那笃、大沟、北惯）之一，建国初仍属第二区。
1953年分小乡，1956年12月并大沟乡，改称大沟区。
1957年2月撤区分大沟、卢海、雅八乡。
1958年5月三乡合并称大沟乡，同年11月并入海陆人民公社，12月改称大沟人民公社。
1961年5月改称区，辖大沟、雅韶、新洲、三山四个公社。
1963年2月撤区，与雅韶人民公社并为大沟人民公社。
1979年3月又分出雅韶人民公社。
1983年2月撤区称大沟镇。
1988年2月，阳江县撤县建市，大沟镇为阳东县（区）所辖。
