秦厲共公二十一年（前456年），始在今古城村一帶建立頻陽縣。
北魏置土門縣。
唐置美原縣。
明洪武三年（1370年），設鎮立會，稱美原鎮，屬美田里。
明清及民國初美原均設分縣，由縣佐分治。
清時屬東北鄉第十九聯。
民國十九年（1930年），撤美原縣。
民國二十二年（1933年），實行保甲制時屬禮仁鄉，轄7個保。
1949年10月后，為美原區，轄7個鄉；后改為第九區，轄7個鄉。
1958年，復為美原區，轄9個鄉。
1958年12月，與銅川市合并后屬美原公社，稱美原管理區。
1961年，改稱美原公社。
1984年，政社分設中設立美原建制鎮。
2001年12月，將原雷古坊鄉并入該鎮。