夏、商兩代，境內(nèi)屬于古徐州的屬地。

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，境內(nèi)先屬魯國(guó)，后屬楚國(guó)。

明洪武元年（1368年），境內(nèi)隸屬海州直隸州。

滿清時(shí)期，屬海州沭陽(yáng)縣韓山鎮(zhèn)。

民國(guó)二年（1913年），設(shè)湯溝鄉(xiāng)，位于漣水、灌云、沭陽(yáng)三縣交界處，屬沭陽(yáng)縣第五區(qū)。

民國(guó)二十九年（1940年），隸屬于東灌沭辦事處第二聯(lián)防區(qū)。

民國(guó)三十二年（1943年），劃入灌云縣曙紅區(qū)。

1949年，解放后劃入灌云縣曙紅區(qū)。

1957年，撤區(qū)并鄉(xiāng)，撤銷曙紅區(qū)，將所轄區(qū)域合并為三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，湯溝區(qū)域分屬曙紅鄉(xiāng)與海亭鄉(xiāng)。

1958年3月，劃歸灌南縣，并改為曙紅人民公社。

1958年9月，全縣實(shí)行人民公社化運(yùn)動(dòng)，湯溝區(qū)域分屬曙紅公社以及海亭公社。

1981年6月，由白皂、孟興莊兩公社西部部分大隊(duì)析出，成立湯溝人民公社。

1983年3月，鎮(zhèn)社分設(shè)時(shí)更名湯溝鄉(xiāng)。

1985年10月，撤鄉(xiāng)設(shè)鎮(zhèn)。