清朝末年，该镇为费县东汪社；1940年6月为临费沂边联县汪沟乡，1946年1月为蒙山县九区；1952年3月蒙山县撤消后，为费县十五区；1955年9月为汪沟区委；1958年3月汪沟乡委、竹园乡委；同年秋成立两个人民公社，1958年12月合并为汪沟人民公社，紧接着改为汪沟区；1962年5月为汪沟公社；1963年4月为汪沟区委；1971年7月为汪沟人民公社；1976年3月划出竹园、上富彩等32个大队，42个自然村单独设置竹园公社；1984年6月为汪沟区；1985年9月为汪沟乡；1996年6月撤乡成立汪沟镇；2001年1月，乡镇合并，竹园乡整建制并入汪沟镇；2003年8月，所辖石家庄、东石沟、西石沟、后社、三胜庄、永太庄、任家庄7村划归兰山区半程镇管辖；2011年1月，汪沟镇划归兰山区，所辖马家窑村、新张庄村、福全村、北桃园村、马营村划归费县薛庄镇；2011年2月，所辖小湖村、小柳汪村、山水口村划归半程镇。