中華民國元年（1912年）后，為定軍鄉。

1950年，設鄉。

1958年，成立定軍山公社，轄定軍山、武侯墓、毛家堡、茨角壩4個管理區。

1959年，公社合并，屬溫泉公社毛堡管理區。

1965年恢復定軍山公社，駐地高寨子。

1968年，改稱向陽公社。

1976年，又復稱定軍公社。

1983年，改為定軍鄉。

1995年12月，鄉鎮機構改革時，將定軍鄉和武侯鄉合并，設立定軍山鎮。

2001年12月，又將楊家山鄉并入定軍山鎮。