建制始于明洪武二年（1369）。
清康熙四十四年（1705）属英德县浛属怀义都流陈图。
清道光十六年（1836）属流陈乡。
1936年设立清平乡。
新中国成立后，设立大洞乡，隶属于英德县第二区。
1955年8月属水边区。
1958年9月属跃进人民公社。
1959年4月属水边人民公社；同年11月从水边人民公社析出设立大洞人民公社。
1983年7月撤社设立大洞区公所。
1986年11月撤区设立大洞乡。
1993年10月设立大洞镇。