明、清时属云和县元和乡八都。
1928年属龙亭区龙和联合村。
1931年改为龙和乡。
1935年龙和、龙门、东平3乡合并设立石塘镇。
1939年石塘镇和北溪、长顺2乡设立小顺镇。
1940年小顺镇分设石塘乡。
1949年分置双溪、石塘、小顺、北溪4乡。
1956年并为双溪、小顺2乡。
1958年5月云和撤县并入丽水县，10月改称双溪、小顺管理区，分属丽云、云和人民公社。
1961年9月改为双港、小顺人民公社。
1962年4月复设云和县，属云和区为小顺人民公社。
1984年成立小顺乡人民政府，7月双港乡划归云和县。
1992年5月撤并双港、小顺2乡，设立石塘镇。
2008年2月镇政府驻地由石塘村迁至石塘坑村西滩头，镇名沿用。
2011年9月朱村乡并入石塘镇。
2019年5月，根据《云和县人民政府关于同意石塘镇部分行政村规模调整的批复》（云政函〔2019〕35号），合并石塘村、滩下村、石塘坑村等3个村民委员会，建立石塘村村民委员会，石塘镇名仍沿用。