清康熙十三年(1674年),始建。
民國時期,為永明縣桃川鄉。
1950年,設桃川鎮。
1952年,撤鎮改桃川區,轄11個鄉。
1956年,撤區并鄉,設桃川、源口、石枧鄉。
1958年,公社化后,分設桃川鎮和桃川人民公社,鎮管轄3個居委會,公社管轄30個行政村。
1961年,恢復桃川區,轄11個公社。
1965年,撤區。
1966年,由上圩、下圩、石枧公社合并成桃川公社。
1986年,桃川鎮和桃川鄉合并,復為鎮。
1995年,撤鄉并鎮,原上洞鄉并入桃川鎮。