因该地背靠一条土沙梁，东西两面均有山沟（河流）环绕，故名。

河曲县辖乡。1958年为土沟公社，1984年建乡。位于县境东部，距县城39公里。面积102平方公里，人口0.4万。辖土沟、河岔、东铺路、新窑圪洞、东上庄、兔坪、石窑窊、黑豆窊、前下庄、后下庄、岳家山、横梁会、俊家庄梁、俊家庄河、榆岭坪、潘家山、王家山、马圈窊、石家梁、榆岭窊、村沟、寨窊22个村委会。农业主产糜子、黍子、谷子、莜麦、土豆、胡麻、黄芥。荣誉排行：

2023年11月，土沟乡被山西省爱国卫生运动委员会命名为2023-2025年山西省卫生乡镇。

东铺路遗址东铺路遗址，位于河曲县土沟乡东铺路村南约1公里处。遗址南北长约600米，东西宽约800米，面积约48万平方米。地势起伏不平。在地表采集有新石器时代的泥质灰陶残片，器表施绳纹等。1984年，河历史沿革：1950年3月属六区、6月属四区。

1958年8月25日全县撤乡改建14人民公社，土沟建人民公社；9月2日全县合并为9个公社，土沟保留；11月20日，公社合并为7个，土沟撤消。

1959年8月再设土沟人民公社。

1960年6月，原20个人民公社调整为17个，土沟辖土沟公社，改建为土沟乡。

2001年4月全县撤乡并镇，合为4镇9乡，土沟乡保留。