清乾隆《寶山縣志》記載，本地有座泗漕廟（在抗戰和文革中被毀），香火很旺，廟旁有一個村莊，進出村莊的巷子叫“廟巷”。1932年“一.二八”淞滬會戰，十九路軍在廟巷浴血抗戰，阻擊3萬日軍進攻，戰地記者將此役誤寫成“廟行大捷”（巷與行，滬語同音），從此該名稱沿用至今。
廟行位于寶山區中南部，東與張廟街道和高境鎮毗鄰（以共和新路為界）；南與閘北區彭浦鎮接壤；西與大場鎮相鄰；北與顧村鎮、楊行鎮相望（以薀藻浜為界）。廟行交通便利，區位優勢明顯，位于中外環之間，緊靠中心城區，鎮域內有共和新路高架、軌道交通1號線（規劃中的M18號線也從鎮內穿過）等，距離人民廣場僅12公里。
廟行1956年建鄉，隸屬于上海北郊區。1993年撤鄉建鎮，改稱廟行鎮。1996年區劃調整，共和新路以東地區劃歸泗塘、通河兩個街道（現張廟街道），廟行鎮的范圍就是共和新路以西，薀藻浜以南，西至大場機場，南與閘北區彭浦鎮接壤。
廟行歷史上是一個純農業地區，上世紀80年代是上海十大“菜籃子工程”基地之一，有萬豬場、萬雞場等，禽蛋奶三項農副產品上市量位于全市各鄉鎮之首，1993年開始經濟轉型，走向推進城市化的進程。
目前，全鎮地域面積5.96平方公里（43%的面積是建設敏感區），戶籍人口29272人，常住人口89615人，下轄3個行政村（場北、野橋、康家），有3個村級公司（駿利、寶業、新星，前身為周巷、前進、新一等幾個行政村，撤制村隊后產業留在廟行，人員屬地化管理），5個鎮屬公司（共康經濟區、資產公司、商貿公司、房產公司、物業公司），14個居委會，9所學校。