早在原始社會晚期（新石器時代），雙溝一帶即有人類居住，屬古蠻人氏族部落。
夏、商、周時代，雙溝系豫州之域，屬鄧侯國管轄。
春秋戰國時期，系楚國屬地。
秦統一后，雙溝歸南陽郡蔡陽縣管轄。
東漢建安十三年（208），雙溝與蔡陽縣一道劃歸襄陽郡轄。
西晉時期（265-316），雙溝屬義陽郡蔡陽縣所轄。
南朝宋孝武帝大明年間（457—464），京兆郡的池陽縣僑置于雙溝，此后的百年間，雙溝為池陽縣城，歸京兆郡所轄。
西魏恭帝元年（554），魏師攻取襄陽并統治襄陽一帶后，池陽還歸故土，雙溝恢復原名。
隨煬帝大業初年（605），雙溝劃歸蔡陽縣，屬春陵郡，不久劃歸襄陽郡安養縣所轄。
唐、五代時期，雙溝屬襄州鄧城縣所轄。
北宋時為襄陽府鄧城縣所轄。
南宋紹興五年（1135），鄧城縣并入襄陽縣，雙溝遂歸襄陽府襄陽縣所轄。
元代雙溝為河南省襄陽路襄陽縣所轄。
明代，雙溝為附里，設巡檢司署；宣統年間(1909）改稱第八區；1930年為第五區，設區署；1949年1月改稱第七區；1951年1月雙溝區轄15個鄉，雙溝鎮從第七區劃出設立縣轄鎮；1953年4月第七區改稱第十一區；1958年9月撤區建鄉（社）稱雙溝鄉（躍進人民公社），撤銷雙溝鎮，并入躍進人民公社；1961年6月撤社建區，復稱雙溝區，雙溝鎮從雙溝區劃出；1975年11月改稱雙溝人民公社；1984年3月改稱雙溝區；1985年5月雙溝區、鎮合并為雙溝鎮。
2001年底，襄陽縣改稱襄陽區，雙溝鎮遂歸襄樊市襄陽區管轄，2010年12月2日，襄陽區更名為襄州區，雙溝鎮歸襄陽市襄州區管轄，該地名沿用至今。