清朝，隶属十七里、十八里。

民国元年（1912年），建立兰溪镇。

1949年8月，属益阳县第三区。

1950年8月，建立兰溪区（辖41个乡镇）。

1956年6月，设立兰溪镇。

1958年9月，为兰溪人民公社（辖6个大队）。

1961年7月，益阳县重新设6个区，兰溪人民公社隶属兰溪区（辖21个大队）。

1984年3月，撤社改乡为兰溪乡。

1986年11月，撤乡建镇为兰溪镇。

2006年1月，农村税费改革原千家洲乡、羊角乡并入兰溪镇。