西汉太初四年（前101年），境内古城滩曾设龟兹县。
东汉永初五年（111年），废。
明清时归常乐堡领辖。
民国属第五区河东乡（乡公所设在牛家梁村）管辖，有四保：一保（古城滩等村）、二保（头道河则等村）、三保（牛家梁等村）、四保（二道河则等村）。
1949年10月后，设七区（河东区）所辖为该辖区的3个乡：一乡（头道河则乡）辖5个行政村，二乡（牛家梁乡）辖4个行政村，三乡（赵元湾乡）辖4个行政村。
1956年3月，将原牛家梁区的头道河则、古城滩、牛家梁3个乡，合并为榆林县直属乡（区级）。
1958年9月，撤区并乡，并成立牛家梁公社。
1959年4月，改制为牛家梁农林牧场。
1960年1月，扩建为牛家梁农场。
1969年1月，将牛家梁、古城滩2个分场合并改制为牛家梁公社，有13生产大队、61生产队。
1984年7月，改为牛家梁乡。
1989年7月，吴家梁村划归榆阳乡。
1997年11月，改乡为镇。