清朝，隶属十七里、十八里。
民国元年（1912年），建立兰溪镇。
1949年8月，属益阳县第三区。
1950年8月，建立兰溪区（辖41个乡镇）。
1956年6月，设立兰溪镇。
1958年9月，为兰溪人民公社（辖6个大队）。
1961年7月，益阳县重新设6个区，兰溪人民公社隶属兰溪区（辖21个大队）。
1984年3月，撤社改乡为兰溪乡。
1986年11月，撤乡建镇为兰溪镇。
2006年1月，农村税费改革原千家洲乡、羊角乡并入兰溪镇。