元代時期，打柴溝鎮境域屬莊浪縣。

明代時期，莊浪縣改莊浪衛。

清乾隆十八年（1753年），由莊浪茶馬同知管理。

民國元年（1912年）后，由平番縣管轄，屬甘涼道。

民國三年（1914年），屬莊浪茶馬理番同知。

民國十七年（1928年），屬永登縣。

1949年10月，為天祝區第七鄉。

1958年12月，為金強公社打柴溝大隊。

1961年12月，為打柴溝公社。

1962年7月，分設為河東、金強驛、友誼、打柴溝4公社。

1968年10月，復合并為打柴溝公社。

1983年5月，撤銷打柴溝公社，設打柴溝、下河東、火石溝鄉，屬金強區。

1985年10月，打柴溝、下河東、火石溝3鄉合并成立打柴溝鎮。