唐神龍元年（705）壽昌縣治東遷后，此地逐漸成為一個自然集鎮。
現大同鎮地域，按南宋淳熙《嚴州圖經》記載，其時（1174—1189）為壽昌縣永平鄉屬地；宋末推行都圖制后，為壽昌縣六、七、八3個都的屬地；清雍正六年（1728）為壽昌縣久山、大同、下宅、韓家、張村、溪口、盤山、祝家、富塘、禹田、勞村、覺寧、管村、胡村等莊屬地。
民國建元（1912），系大同、永平、石屏區屬地。
1932年，設置大同鎮。
1935年完成鄉鎮整頓后，為大同鎮和金鼎、河南、雙溪、城山、七都、民治、大源、金溪、新民、勞村等鄉屬地。
解放前后，為大同、三河、永平鄉屬地。
1950年劃建小鄉后，為大同、黃山頭、勞村、洞山、建設（后改下湖）、清潭、溪口、三合（后改松溪）、萬塢、下馬橋、大源、興隆等鄉屬地。
1956年并鄉后，為大同、溪口、上馬、勞村、洞山（是年9月增設）等鄉屬地。
1958年10月屬大同公社。
1961年設置大同、溪口、上馬、勞村4個公社。
1983年先后改鄉。
1985年6月大同撤鄉設鎮；1992年溪口鄉并入大同鎮；2001年10月，撤銷勞村、大同兩鎮，設立新的大同鎮；2005年上馬鄉并入。