漢朝，屬合浦郡。
唐、宋代，屬于雷州巡檢司。
元至元三十一年（1294年），建潿洲巡檢司。
明初，屬雷州府，明洪武七年（1374年），巡檢司遷往雷州遂溪。
明萬歷二十八年（1600年），游擊署移駐廉州府合浦縣永安。
此后，潿洲島處于雷州和廉州兩府軍事行政雙重管轄之下。
清康熙元年（1662年）至嘉慶十一（1806年），潿洲居民三度被迫內遷，駐島行政機構裁撤，軍事管制由雷州府徐聞縣的海安游擊署和廉州府合浦縣的龍門協分管。
清咸豐十年（1860年），內地有400人因避戰亂，不顧艱險和官府之禁，上島定居。
清同治六年（1867年），重開島禁，移雷州、廉州船戶客民于島上，荒置數百年的海島田廬重興。
同年，法國天主教勢力入滲島上，先后在盛塘、城仔及斜陽各修建教堂1座。
清光緒二十余年（1894年），潿洲由雷州正式劃歸屬合浦靖海團，設公局（民政機構）于島上。
民國初至民國二十年（1931年），先后屬合浦靖海團和合浦第二自治區轄鎮。
民國二十七年（1938年）9月至民國三十四年（1945年）6月，為日軍侵占，并在島上修筑機場，集結艦艇，成為日寇侵占中國華南地區大后方的海、空軍基地。
1950年3月6日，解放軍渡海解放潿洲島，同年3月8日，潿洲鄉人民政府成立。
1951年12月，潿洲鄉改為北海市第五區，下轄潿洲東、潿洲西、潿洲北3個小鄉和南灣鎮。
1953年4月，潿洲為北海市第三區。
1956年，“三鄉一鎮”合潿洲鄉。
1958年10月，潿洲人民公社成立。
1984年9月，撤銷公社設潿洲鎮，隸屬市郊區。
1994年12月，劃為海城區管轄。
2011年1月1日起，潿洲鎮由海城區管轄成建制委托給北海市潿洲島旅游區管理委員會管理。