新中國(guó)成立前，屬于都蘭縣轄區(qū)。
1959年1月，海西蒙、藏、哈薩克族自治州遷駐大柴旦，設(shè)立大柴旦市，成為自治州首府。
1963年8月，柴達(dá)木工作委員會(huì)并入海西蒙古族藏族哈薩克族自治州。
1964年7月，撤銷大柴旦市，設(shè)立大柴旦鎮(zhèn)，隸屬海西蒙古族藏族哈薩克族自治州。
1992年1月27日，設(shè)立縣級(jí)大柴旦行政委員會(huì)，為州人民政府的派出機(jī)關(guān)。
1993年3月，保留大柴旦鎮(zhèn)。
2005年11月21日，撤銷大柴旦行委魚卡鄉(xiāng)，并入大柴旦鎮(zhèn)，并更名為柴旦鎮(zhèn)。