清代时期，分属阳江县长乐乡乔马都乔马三、四图。
民国时期，属第二区。
1953年，从第二区分出几个小乡。
1956年12月，又合并为大乡，改称大沟区。
1957年2月，撤区分大沟、卢海、雅八乡。
1958年5月，三乡合并设大沟乡；同年11月，并大沟乡、新洲乡、东平镇建立海陆公社；同年12月，改称大沟公社。
1961年5月，改设大沟区。
1963年2月，撤区，与雅韶公社合并为大沟公社。
1979年3月，又分出雅韶公社。
1983年11月，撤公社称大沟区。
1987年2月，撤区设大沟镇。
1988年1月，阳江撤县建市，分设阳西县、阳东区、江城区，大沟镇为阳江市阳东区所辖。
1999年7月，阳东撤区设县，大沟镇为阳东县所辖。