南口地区在北魏时期形成村落。
明代及以前，南口村及以北部分地区属延庆州（县），以南地区属昌平州（县）。
民国元年（1912年），昌平、延庆两县经过协商，以南口火车站、南口机厂为中心设立南口镇，铁路以南归昌平县，铁路以北归延庆县，两县共管一镇。
1949年4月，南口镇划归昌平县。
1950年，撤销南口镇，属昌平县第三区，为区公所驻地。
1953年11月，恢复南口镇。
1990年5月，南口镇分为南口镇和道南镇。
1997年12月，桃洼乡、道南镇并入南口镇。
1998年9月，土楼乡的3个村并入南口镇。