明成化十二年（1476）设郧阳府，大沟村隶属郧阳府郧县。
清初，沿袭明末建置，大沟村隶属郧县十堰镇。
清同治5年（1866）大沟村隶属郧县南乡茅塔保，晚清，大沟村隶属郧县茅塔保。
清光绪10年（1884）推行地方自治，废里甲，设乡村。
均州设8乡54村，大沟隶属均州西乡白浪村。
清宣统3年（1911）10月底，辛亥革命推翻封建帝制后，国民军政府裁府州厅，设县、乡，大沟村隶属均县西乡白浪村。
民国初年，大沟村隶属均县。
民国25年（1936）均县设4区38乡，大沟村隶属均县三区白浪乡。
民国35年（1946）中共中原局鄂西北第三专署（武当专署）在十堰域地建立均郧房县民主政府和中心县委，下辖茅塔、白浪和官山三个区委及区民主政府，大沟村隶属茅塔区委。
民国36年(1947)底，十堰域地先于均县各乡解放，原均县所辖白浪乡的白浪、白浪塘、七星、小河、罗家河、红庙、大沟、茅塔、枧槽、胡家、鸳鸯等村由均县交给郧县管辖，大沟随归郧县白浪区公所。
民国38年（1948）6月，中共设立陕南两郧专署时，大沟隶属两郧专署郧县十堰大沟乡。
1950年，两郧支署由陕西省划归湖北省管辖，同时两郧专署易名为郧阳专署，大沟隶属级人民公社，白浪、十堰两个公社合并为十堰区，辖十堰、红庙、七星、大川、小川、茅箭、白浪、茅塔、大沟9个人民公社，大沟村隶属十堰区大沟公社。
1965年7月，恢复郧阳专署建置，大沟村仍隶属郧县十堰区大沟公社。
1969年11月，经国务院批准，建立十堰市(县级市)仍隶隶属郧阳专署，大沟村隶属十堰市大沟公社。
1971年撤区并社，将十堰区黄龙区所辖的18个公社合并为8个公社。
原十堰区域地设十堰、茅箭、白浪、大川4个公社，大沟村隶属白浪公社。
1973年2月，十堰市升格为地级市，与郧阳专署分治，所辖8个公社不变，大沟村仍隶属白浪公社。
1984年撤销人民公社，在建立区、乡人民政府建置，十堰市基层政权分城、乡设置在城市设立茅郧阳专署郧县十堰大沟村。
1952年12月，郧阳专署与襄阳专署合并，郧县进行区乡调整，白浪域为郧县第十七区，白浪区公所，大沟隶属襄阳专署郧县白浪区公所大沟乡。
1956年2月，全国实行农业合作化，白浪区与十堰区合并为新的十堰区，白浪域设白浪乡，下置农业合作社（高级农业合作社），大沟隶属大沟高级农业合作社。
1958年10月，郧县政府撤销区、乡、建置，成立政社合一的人民公社。
白浪乡更名为英雄人民公社，下辖管理区，大沟村隶属英雄公社大沟管理区。
1961年6月，郧县恢复区委建置，全县设14个区委，103个乡箭、张湾两个区政府，在农村分别设立白浪、花果两个区公所，为十堰市派出机构，大沟村隶属白浪区公所大沟乡，1986年9月，白浪区公所、花果区公所分别并入茅箭区和张湾区，大沟村隶属茅箭区大沟乡。
1989年10月，郧阳专署与十堰市合并为新十堰市，大沟村隶属不变。