辖区民国时期为白象镇。
1949年5月后沿称白象镇；1950年设白象区；1956年撤区并乡时，万家、三山、长安、豹屿、茗西等乡及石北乡的石船村并入称白象乡；1958年9月公社化时，建白象公社，11月并入柳市公社；1959年2月恢复白象公社；1961年管理区撤销，成立白象镇公社；因与瓯海县白象公社重名，1982年10月改称北白象公社；1984年政社分设，改称北白象乡；1985年4月经省人民政府批准，改为建制镇，1992年5月，茗屿乡、万家乡、洪渡桥乡并入，仍称北白象镇。
镇政府驻象南西路139号。
2011年5月，磐石镇建制撤销，其行政区域并入北白象镇；2015年12月，北白象镇又划出部分区域复置磐石镇。