潘家湾镇域，春秋属楚，秦属南郡，汉属沙羨县，三国属吴之江夏郡，西晋置沙阳县，属之，沙阳县属鄂州。
晋行乡里制，属广贤乡的清洪里、广贤里。
南唐保大十一年（953年），置嘉鱼县，属之。
元至元十六年（1279年）撤乡，里仍其旧。
明洪武元年（1368年），恢复元前之乡里制，洪武十四年（1381年）罢乡置都，分都管里，广贤里属二都，清洪里属三都。
清康熙四年（1665年），罢都存里。
清光绪三十四年（1908年）实行地方自治，属静宝自治区（三区）。
1926年设区，下辖乡镇，属簰洲区（三区）的守望、良民、苍梧、沙湖乡。
1935年守望乡（老官地区）改名大自乡，沙湖乡改名沙仁乡（潘家湾至六贯堤一带）。
1942年日伪政府成立，划全县为五区，镇域为苍梧乡、良民乡，属五区。
1945年，老官、四邑、九湾属属东梧乡，萧家洲、潘家湾属渡普镇，六贯堤属沙河乡。
1951年6月，潘湾、中路、大珍、九湾4乡属第三区，老官、苍梧、解放、游湖4乡属第四区。
1953年9月，中路、潘湾、大珍、九湾、官垱5乡属渡普区，老官、红旗、畈湖3乡属簰洲区。
1956年元月，潘湾、中路合为高潮乡，大珍、官垱、九湾合为四邑乡，属渡普区；老官、红旗、畈湖合为大城乡，属簰洲区。
1958年9月，撤区镇乡，建人民公社，区为公社，乡为管理区。
1961年5月，恢复区镇，改管理区为公社。
1971年3月，撤区并社，四邑、高潮并为四邑公社。
1984年2月，设区建乡，为潘家湾区，下辖潘家湾镇和官垱、老官、东湖、烟墩4乡。
1987年9月，撤区并乡建镇，潘家湾镇和官垱乡并为潘家湾镇，老官乡改为老官嘴镇。
2001年3月，老官嘴镇并入潘家湾镇。
2005年1月，国营头墩农场的行政和社会管理交潘家湾镇管辖。