因陈姓居民沿河居住在湾坪，其河流经湾坪、庙湾、下川湾三道大湾而得名。
柳林县辖乡。1958年建陈家湾公社，1984年改乡。距县城12.5公里。面积65.2平方公里，人口0.9万。通公路。辖陈家湾、下寺头、张家社、长墕、东郭家山、麻则湾、寨崖底、下罗候、赵家庄、东寨则上、白草耳、石盘上、李家社、贺家庄、狮尾沟、吴村、东塔上、光坪、东马家塔、赵家山、柿则塔21个村委会。乡镇企业产品以煤炭、焦炭为主。农业主产高粱、玉米、谷子。荣誉排行：
2023年11月，陈家湾镇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。
2015年2月，中央文明委决定授予陈家湾镇第四届全国文明村镇称号。
柳林永宁寺柳林永宁寺位于柳林县陈家湾镇下寺头村中，年代为明、清，2022年12月，被公布为吕梁市第二批市级文物保护单位。地理位置：山西省吕梁市柳林县陈家湾乡下寺头村保护范围：东至永宁寺正殿东山墙11.柳林正果寺正果寺位于柳林县陈家湾镇西垣村中，年代为明、清，2022年12月，被公布为吕梁市第二批市级文物保护单位。地理位置：山西省吕梁市柳林县陈家湾镇西垣村中保护范围：东至正果寺围墙7.61米处道路，历史沿革：该乡于1945年解放，1956年实现高级社，1958年实现公社化，属中阳县管辖，为陈家湾公社。
1971年柳林县组建后，改属柳林县，仍为陈家湾公社。
1984年实行乡（镇）村制，陈家湾公社改为陈家湾乡。
2000牛12月撤并乡镇，陈家湾乡与龙门垣乡合并为陈家湾乡。
2021年2月经山西省人民政府同意撤销陈家湾乡，成立陈家湾镇。
