宋乾德二年（公元964年）始属京山县；民国属京山县九区、五区；解放初期，三阳公社为京山县第五区，辖六房、厂河、三阳、团林、小阜、古井、紫金、跃进8个乡；1955年改为三阳区，增划了岔河乡；1958年人民公社化时，属宋河人民公社；1959年改为三阳人民公社；1961年恢复三阳区，辖六房、厂河、三阳、团林、小阜、古井、岔河、跃进8个公社；1975年撤区并社时，许家寨以西的六房、厂河、跃进3个公社划归厂河地区，许家寨以东的三阳、岔河、古井、小阜4个公社合并为三阳公社，原团林公社划归宋河公社；1978年又将原团林公社划归三阳公社；1984年3月三阳公社改为三阳区；1987年10月撤区设镇，为三阳镇至今。
2018年2月22日，京山撤县设市，以原京山县的行政区域为京山市的行政区域，三阳镇归京山市管辖。