清道光元年（1821年），清廷在今观音寺镇治地设分县黑河县。
清咸丰至同治年间（1851—1874年），改为沔略分县。
清光绪年间（1875—1908年），又复名黑河分县，清末置观音寺巡检。
民国初沿清制，复设分县，置县丞，隶属略阳县署，分县辖略阳境内八牌。
1931年，撤销分县建制。
1949年12月，设观音寺、孟家河2个乡。
1957年，将孟家河乡并入观音寺乡。
1958年，改为两河口公社下辖的生产管理区。
1961年，成立观音寺公社。
1984年，改为观音寺乡，属两河口区。
1996年，改为县直属乡。
2011年，观音寺镇改为观音寺镇。