民国初年，属宿州临涣镇孙疃乡。
1927年改建行政区，孙疃乡改为宿县第四区。
1930年改设孙疃联保处。
1945年10月，孙疃属宿蒙县界沟区所辖。
1947年底，宿西县在孙疃浍北一带（今属陈楼、燕头、杨柳）新建雁鸣区。
1949年初，孙疃浍南一带划归五沟区。
1950年7月，濉溪县设孙疃区。
1955年，原杨柳区并入孙疃区。
1958年9月，撤销孙疃区成立人民公社，孙疃区划分为超英人民公社、中苏人民公社两个公社。
1961年12月，恢复孙疃区，辖孙疃等8个公社。
1969年3月，撤区，孙疃区拆分为孙疃、杨柳、任集3个公社。
1980年12月，重设孙疃区，辖孙疃等8个公社。
1983年4月，取消公社，改为乡。
孙疃区辖孙疃、郭集、尤沟、任集、太平、忠阳、杨柳、燕头、陈楼9个乡。
1992年3月，撤区并镇，孙疃乡、尤沟乡、郭集乡合并为孙疃镇。
2006年，杨柳乡并入孙疃镇，并沿用至今。