唐宋时期境域属劝儒乡擢秀里。
元代属五都。
明至清光绪年间，属五六都。
清宣统元年，设下东（三沙）区。
民国29年（1940年），设三沙镇。
1949年10月，取消三沙镇建制，境域属第四区。
1952年6月，成立三沙镇。
1954年11月，成立海岛区，三沙镇属海岛区。
1955年5月，设三沙区，下辖7乡镇。
1958年，改设三沙人民公社。
1961年5月，三沙公社复为三沙区，翌年10月，三沙区所辖的嵛山公社划属福鼎县。
1966年10月，三沙区改为三沙公社。
1983年11月，三沙公社改称三沙镇。