明清时代，编户实行“保甲制”炭峪沟属“宣化坊一甲”；1919年废清制后，实行区村编制，炭峪沟属二区，区公所设在桥头。
民国时期实行编村制，炭峪沟是编村，又是实行主附村制，为主村；1940年保德民主抗日政府成立，实行区和行政村编制，炭峪沟为行政村，隶属桥头二区；1956年，为炭峪沟自然村，属桥头镇管辖；1958年人民公社化，成立炭峪沟管理区，属桥头人民公社管辖；1984年10月，保德县撤销公社建立乡镇，炭峪沟隶属桥头镇。