因乡镇府驻地沟口原有座寺庙而得名。
岷县辖乡。1956年设寺沟、巴仁、白土坡乡，1959年改设南川公社，1961年更名为寺沟公社，1983年改置乡。位于县境西南部，距县城10公里。面积254.7平方公里，人口2万。212国道、岷(县)代(古寺)公路纵横过境。辖寺沟、张马路、老鸦山、舍扎、杨家堡、多纳、立珠、立林、朱麻滩、坞麻沟、八步川、绿沙、张家街、白土坡、巴仁、纸坊、扎地17个村委会。地处高山区，草原面积广阔，迭藏河纵贯境中部。农业主产小麦、青稞、马铃薯。为“岷当归”主要产地之一。有林场、种畜场。荣誉排行：
2019年1月，甘肃省爱国卫生运动委员会命名寺沟镇为2018年度甘肃省卫生乡镇（街道）。
岷县秦长城岷县秦长城位于岷县维新镇卓坪村、坪上村，秦许乡包家沟村、鹿峰村，麻子川镇岭峰村，岷阳镇陈家崖村，寺沟镇绿沙村。2022年10月，定西市人民政府公布其定西市第三批市级文物保护单位。包括：卓坪古历史沿革：1958年组建南川人民公社，1961年设寺沟、巴仁两个人民公社，1969年合并为寺沟公社，1983年改建寺沟乡，2017年改名为寺沟镇至今。
