据清康熙十一年修《蒙阴县志》载，清属蒙阴县。
1912年属蒙阴县二区。
1933年属蒙阴县第七区。
1943年属博莱县张黄区。
1944年属蒙阴县岱崮区。
1945年划归沂源县为张庄区，同时将黄庄沙崖子、南曼村划入。
1957年撤区称大张庄乡，并将高堂峪划归南麻镇。
1958年成立张庄人民公社。
因与沂南县张庄公社重名，1982年省政府批准更名为大张庄人民公社。
1984年改称大张庄区，下辖大张庄、沟泉、旋风、曹家庄、松崮5个乡。
1985年撤区设大张庄乡，并将沟泉、赤坂等23个村划出设立沟泉乡。
2002年撤乡建大张庄镇，又将赤坂等6村划归该镇。