清时属宰清乡四十四都。
宣统三年属北港镇。
1928年称水头街，属北港区。
1929年称水头里。
1930年改称水头镇，属北港区。
1940年北港区改名水头区，属水头区。
1946年复称北港区。
1949年成立水头镇人民政府，属北港区。
1952年撤销北港区，分设水头、腾蛟二区，属水头区。
是年，析出溪心乡。
1956年溪心乡复并入，1957年又分出。
1958年将金山乡并入，成立水头镇大队（管理区），属水头公社。
1961年建立水头公社。
1981年改称水头镇。
属水头区。
1985年改县直属镇。
1992年江屿乡、小南乡和溪心乡（除吴山村外）的溪心等9个村并入水头镇。
2011年凤卧镇、鹤溪镇、闹村乡、南湖乡、朝阳乡并入水头镇。
2016年闹村乡、凤卧镇恢复建制。