宋乾德二年（公元964年）始屬京山縣；民國屬京山縣九區、五區；解放初期，三陽公社為京山縣第五區，轄六房、廠河、三陽、團林、小阜、古井、紫金、躍進8個鄉；1955年改為三陽區，增劃了岔河鄉；1958年人民公社化時，屬宋河人民公社；1959年改為三陽人民公社；1961年恢復三陽區，轄六房、廠河、三陽、團林、小阜、古井、岔河、躍進8個公社；1975年撤區并社時，許家寨以西的六房、廠河、躍進3個公社劃歸廠河地區，許家寨以東的三陽、岔河、古井、小阜4個公社合并為三陽公社，原團林公社劃歸宋河公社；1978年又將原團林公社劃歸三陽公社；1984年3月三陽公社改為三陽區；1987年10月撤區設鎮，為三陽鎮至今。
2018年2月22日，京山撤縣設市，以原京山縣的行政區域為京山市的行政區域，三陽鎮歸京山市管轄。