元代時期，打柴溝鎮境域屬莊浪縣。
明代時期，莊浪縣改莊浪衛。
清乾隆十八年（1753年），由莊浪茶馬同知管理。
民國元年（1912年）后，由平番縣管轄，屬甘涼道。
民國三年（1914年），屬莊浪茶馬理番同知。
民國十七年（1928年），屬永登縣。
1949年10月，為天祝區第七鄉。
1958年12月，為金強公社打柴溝大隊。
1961年12月，為打柴溝公社。
1962年7月，分設為河東、金強驛、友誼、打柴溝4公社。
1968年10月，復合并為打柴溝公社。
1983年5月，撤銷打柴溝公社，設打柴溝、下河東、火石溝鄉，屬金強區。
1985年10月，打柴溝、下河東、火石溝3鄉合并成立打柴溝鎮。