清时，乡境设脱烈堡（今脱烈村）。
民国时，脱烈先后隶属海城区、新民乡（治今马营）。
民国三十八年（1949年）8月，海原县设立曹洼乡，隶属第一区（城关区）。
1952年10月，曹洼乡改脱烈乡，隶属第七区（郑旗区）。
1953年4月，增设曹洼区，辖曹洼、脱烈、后堡、黄坪、刘套五乡。
1956年8月，撤销曹洼区，曹洼乡改隶郑旗区。
1958年10月，撤销曹洼乡，成立曹洼公社。
1959年5月，撤销曹洼公社，其地并入贾塘公社。
1985年12月，重新设立曹洼乡。