周慎靚王五年（前316年），油溪鎮境域屬江州縣。
三國蜀漢章武年間（221—223年），分江州縣設樂城縣，縣治今油溪鎮。
南北朝西魏時（535—556年），油溪鎮境域屬之江陽縣。
隋開皇十八年（598年），油溪鎮境域屬江津縣。
北宋時，境域屬江津石羊鎮。
明代，屬思善鄉。
清初，屬思善里。
民國二十六年（1937年），設油溪聯保，屬江津縣第四區。
民國二十七年（1938年），改油溪聯保為油溪鎮。
1958年9月，改設油溪公社。
1961年12月，油溪公社改為油溪鎮。
1993年12月，店子鄉并入油溪鎮。