海头街道前身是海头镇。
唐至清代，海头镇属雷州府遂溪县二十二都。
清光绪二十四年（1898年），法国侵占广州湾，受法国殖民当局统治。
民国三十二年（1943年），日军侵占广州湾，沦为日军统治区。
民国三十四年（1945年）9月，抗日战争胜利，国民政府收回广州湾，定名湛江市，海头镇随属湛江市。
民国三十六年（1947年），分属潮满、新鹿两区。
1956年4月，撤销潮满区、新鹿区，海头镇各村属湛江市郊区管辖。
1959年5月，成立海头公社，属湛江市郊区管辖。
1970年8月，属霞山区管辖，同年，特呈岛从南三公社划出，归海头公社管辖。
1973年1月，复归郊区管辖。
1983年4月，撤销人民公社体制，海头公社改称海头区。
1984年8月，海头区属霞山区管辖，原海头区龙潮、草苏乡划归赤坎区管辖，麻新、麻斜乡划归坡头区管辖。
1986年11月，撤区建乡，海头区改称海头乡。
1995年4月，撤乡设镇，改称海头镇。
1999年，撤销农村管理区设立村民委员会。
2004年1月，撤镇改街，更名为海头街道。