汉朝，属合浦郡。
唐、宋代，属于雷州巡检司。
元至元三十一年（1294年），建涠洲巡检司。
明初，属雷州府，明洪武七年（1374年），巡检司迁往雷州遂溪。
明万历二十八年（1600年），游击署移驻廉州府合浦县永安。
此后，涠洲岛处于雷州和廉州两府军事行政双重管辖之下。
清康熙元年（1662年）至嘉庆十一（1806年），涠洲居民三度被迫内迁，驻岛行政机构裁撤，军事管制由雷州府徐闻县的海安游击署和廉州府合浦县的龙门协分管。
清咸丰十年（1860年），内地有400人因避战乱，不顾艰险和官府之禁，上岛定居。
清同治六年（1867年），重开岛禁，移雷州、廉州船户客民于岛上，荒置数百年的海岛田庐重兴。
同年，法国天主教势力入渗岛上，先后在盛塘、城仔及斜阳各修建教堂1座。
清光绪二十余年（1894年），涠洲由雷州正式划归属合浦靖海团，设公局（民政机构）于岛上。
民国初至民国二十年（1931年），先后属合浦靖海团和合浦第二自治区辖镇。
民国二十七年（1938年）9月至民国三十四年（1945年）6月，为日军侵占，并在岛上修筑机场，集结舰艇，成为日寇侵占中国华南地区大后方的海、空军基地。
1950年3月6日，解放军渡海解放涠洲岛，同年3月8日，涠洲乡人民政府成立。
1951年12月，涠洲乡改为北海市第五区，下辖涠洲东、涠洲西、涠洲北3个小乡和南湾镇。
1953年4月，涠洲为北海市第三区。
1956年，“三乡一镇”合涠洲乡。
1958年10月，涠洲人民公社成立。
1984年9月，撤销公社设涠洲镇，隶属市郊区。
1994年12月，划为海城区管辖。
2011年1月1日起，涠洲镇由海城区管辖成建制委托给北海市涠洲岛旅游区管理委员会管理。