该镇是喀喇沁旗开发较早的地区之一，大碾子麒麟山红山文化遗址，说明早在6000年前就有人类在此活动，遮盖山石窟寺为典型辽代建筑，说明辽代此地曾有人类聚集，牛家营子所辖仓窖村曾建有喀喇沁王爷府的官仓，成为较早的粮食集散地。
1949年属第4区，1958年4月建乡时划分为牛家营子乡、下水地乡和永丰泰乡，1960年2月改建为牛家营子公社和永丰太人民公社，1984年改建为牛家营子镇和永丰乡，2006年永丰乡并入牛家营子镇。