解放前，1940年屬佛坪縣蒲河鄉第四保（三郎溝）。
1949年12月8日，佛坪縣解放后，廢除區、鄉、村制，屬蒲河區（區公所駐陳家壩）北溝鄉轄。
1950年5月起屬佛坪縣第二區（區公所駐陳家壩）北溝鄉轄。
1952年屬佛坪縣第三區（區公所駐陳家壩）三郎溝鄉轄。
1956年屬縣直轄陳家壩鄉。
1958年9月15日，撤銷區、鄉、村建制。
建立人民公社，實行政社合一，公社轄生產大隊。
三郎溝大隊屬蒲河公社。
1958年11月撤銷佛坪縣后，屬石泉縣蒲河區陳家壩管理區。
1961年9月，恢復佛坪縣后，屬石墩河區陳家壩管理區。
1962年7月，撤銷區建制，成立人民公社，屬陳家壩公社。
1967年陳家壩公社更名為東方紅公社。
1973年陳家壩公社恢復原名。
三郎溝大隊屬陳家壩公社。
1984年5月，人民公社更名為鄉，三郎溝大隊改為三郎溝村，1996年7月撤鄉改鎮，三郎溝村屬陳家壩鎮至今。