夏屬梁州。
周屬雍州。
秦屬隴西郡故道縣。
漢至元代在故道縣、沮縣、梁泉縣之間互劃。
明屬漢中府轄。
清乾隆十五年（1750年），屬留壩縣轄。
1949年12月，屬留壩縣玉皇廟鄉。
1958年12月，屬鳳縣玉皇廟公社（后更名東方紅公社）。
1961年9月，屬留壩縣。
1973年3月，恢復玉皇廟公社。
1984年4月，改為玉皇廟鄉，轄4個行政村。
1996年12月，撤銷獅子壩鄉并入玉皇廟鄉，轄10個行政村。
2001年3月，撤銷石門鄉并入玉皇廟鄉，轄15個行政村。
2011年7月，改設為玉皇廟鎮。