因其该镇境内有条河，名为汤沟河，镇名取河名，故得名。
汤沟镇，始建于明洪武六年（公元1373年），距今已有600多年历史，是老桐城“四大名镇”之一，也是枞阳县沿江地区重要的小商品和农副产品集散地。自古商贾云集，商品贸易直接辐射周边6个乡镇方圆50平方公里。地理位置优越，水陆交通便利，南依长江黄金水道，北接铜安公路，汤谋路穿境而过，与贵池、铜陵隔江相望。镇域面积65.4平方公里，辖32个行政村，5个居委会，人口6.2万，为枞阳第一大镇。该镇曾为湖东县治。1999年，被省政府批准为省中心建制镇。 沟镇文化教育源远流长，是“桐城派”大师刘大櫆的故乡，刘大櫆、姚鼐、刘开曾先后收徒讲学于此，史炳荣创办丰乐书院于汤家沟。教育、文化、卫生事业快速发展，现全+查看详细汤沟镇概况>>
2023年8月，安徽省爱国卫生运动委员会命名汤沟镇为2022年度安徽省卫生城镇。
2023年5月，汤沟镇被评选为2023-2025年度枞阳县文明村镇。
陈澹然墓陈澹然墓位于枞阳县汤沟镇农庄村祠堂组北面仪山初中宿舍约20米，年代为1949年，占地面积12.2平方米。2024年2月，被公布为枞阳县第五批县级文物保护单位。保护范围：以墓冢为中心，东、南、汤沟暴动旧址汤沟暴-动-旧址位于枞阳县汤沟镇丰乐街21号汤沟老粮站内，年代为1927年，占地面积110平方米。2024年2月，被公布为枞阳县第五批县级文物保护单位。保护范围：墙基四周外，东、南、西、北各江厂烈士墓江厂烈士墓位于枞阳县汤沟镇江厂村新河组东面（王家洲），年代为1949年，占地面积189平方米。2024年2月，被公布为枞阳县第五批县级文物保护单位。保护范围：以墓冢为中心，东、南、西、北各1历史沿革：1949年置汤沟镇。
1992年2月撤区并乡，陈洲乡并入。
2005年仪山乡整建制并入汤沟镇。
2021年，撤销汤沟镇、长沙乡设立新的汤沟镇。
