建国前夕置大寺乡公所，属天津县，1949年1月15日解放。
1953年10月1日撤销天津县，改属津西郊区。
1956年并入芦北口乡。
1958年10月1日划归南开区。
1959年改置大寺管理区。
1961年并入大芦北口公社，改属和平区，1962年复归西郊区。
1964年梨园头公社的大任庄、周庄子、倪黄庄、张道口、门道口及小卞庄公社的青凝侯等村并入。
1983年改称大寺乡1995年，经市政府批准，大寺乡撤乡建镇，更名为大寺镇，实行镇管村体制，名称沿用至今。