历史沿革：1949年为自然村，隶属保德县三区。
村庄原坐落在石塘河上游的山墕中，且孙姓首先定居，故名孙家墕。后为就近吃水，迁居沟里，得名孙家沟。
保德县撤销窑洼乡、孙家沟乡，合并设立孙家沟镇。以原窑洼乡和原孙家沟乡的行政区域为孙家沟镇的行政区域，镇人民政府驻孙家沟村。
1958年属曹虎公社，为管理区。
1961年建立孙家沟公社，下辖16个生产大队。
1984年改设孙家沟乡，2021年撤销窑洼乡、孙家沟乡，合并设立孙家沟镇，沿用至今。
