元代時期，大紅溝鎮(zhèn)境域為西涼府所轄。

明正統(tǒng)三年（1438年），為古浪守御千戶所轄。

清代時期，由涼州衛(wèi)管轄。

1950年5月，為天祝自治區(qū)第五鄉(xiāng)。

1953年10月，為哈溪區(qū)延禧鄉(xiāng)、百靈鄉(xiāng)。

1962年7月，改設(shè)為延禧、夾臺、百靈公社。

1968年10月，又改為五星公社、紅星牧場。

1970年2月，合并為大紅溝公社。

1983年5月，分為延禧、西頂、下西頂鄉(xiāng)，屬哈溪區(qū)。

1985年10月，撤區(qū)并鄉(xiāng)，為大紅溝鄉(xiāng)。

2018年3月，大紅溝鄉(xiāng)撤鄉(xiāng)建鎮(zhèn)。