潘家灣鎮(zhèn)域，春秋屬楚，秦屬南郡，漢屬沙羨縣，三國屬吳之江夏郡，西晉置沙陽縣，屬之，沙陽縣屬鄂州。
晉行鄉(xiāng)里制，屬廣賢鄉(xiāng)的清洪里、廣賢里。
南唐保大十一年（953年），置嘉魚縣，屬之。
元至元十六年（1279年）撤鄉(xiāng)，里仍其舊。
明洪武元年（1368年），恢復(fù)元前之鄉(xiāng)里制，洪武十四年（1381年）罷鄉(xiāng)置都，分都管里，廣賢里屬二都，清洪里屬三都。
清康熙四年（1665年），罷都存里。
清光緒三十四年（1908年）實(shí)行地方自治，屬靜寶自治區(qū)（三區(qū)）。
1926年設(shè)區(qū)，下轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)，屬簰洲區(qū)（三區(qū)）的守望、良民、蒼梧、沙湖鄉(xiāng)。
1935年守望鄉(xiāng)（老官地區(qū)）改名大自鄉(xiāng)，沙湖鄉(xiāng)改名沙仁鄉(xiāng)（潘家灣至六貫堤一帶）。
1942年日偽政府成立，劃全縣為五區(qū)，鎮(zhèn)域?yàn)樯n梧鄉(xiāng)、良民鄉(xiāng)，屬五區(qū)。
1945年，老官、四邑、九灣屬屬東梧鄉(xiāng)，蕭家洲、潘家灣屬渡普鎮(zhèn)，六貫堤屬沙河鄉(xiāng)。
1951年6月，潘灣、中路、大珍、九灣4鄉(xiāng)屬第三區(qū)，老官、蒼梧、解放、游湖4鄉(xiāng)屬第四區(qū)。
1953年9月，中路、潘灣、大珍、九灣、官垱5鄉(xiāng)屬渡普區(qū)，老官、紅旗、畈湖3鄉(xiāng)屬簰洲區(qū)。
1956年元月，潘灣、中路合為高潮鄉(xiāng)，大珍、官垱、九灣合為四邑鄉(xiāng)，屬渡普區(qū)；老官、紅旗、畈湖合為大城鄉(xiāng)，屬簰洲區(qū)。
1958年9月，撤區(qū)鎮(zhèn)鄉(xiāng)，建人民公社，區(qū)為公社，鄉(xiāng)為管理區(qū)。
1961年5月，恢復(fù)區(qū)鎮(zhèn)，改管理區(qū)為公社。
1971年3月，撤區(qū)并社，四邑、高潮并為四邑公社。
1984年2月，設(shè)區(qū)建鄉(xiāng)，為潘家灣區(qū)，下轄潘家灣鎮(zhèn)和官垱、老官、東湖、煙墩4鄉(xiāng)。
1987年9月，撤區(qū)并鄉(xiāng)建鎮(zhèn)，潘家灣鎮(zhèn)和官垱鄉(xiāng)并為潘家灣鎮(zhèn)，老官鄉(xiāng)改為老官嘴鎮(zhèn)。
2001年3月，老官嘴鎮(zhèn)并入潘家灣鎮(zhèn)。
2005年1月，國營頭墩農(nóng)場的行政和社會管理交潘家灣鎮(zhèn)管轄。