宋代，三堂街镇域属潭州(今长沙市)，县辖8乡，三堂街在第三乡境内。

元代，益阳升为州，县以下乡里保无变异。

明代，益阳复降为县，辖23里，镇域属四里和五里的一部分(即今合水桥境)。

清代，沿明制。

民国时期，镇域为益阳县三山乡（但不辖合水桥，辖修山镇部分）。

1949年10月，镇域隶属益阳县第ll。

1950年，划乡建镇，镇域隶属益阳县第11范围。

1952年2月16日，桃江从益阳县析出置县，镇域是为第四。

时四还辖伍家洲,洋泉湾两个乡直至1956年。

1953年，称三堂街。

1958年，称红旗人民公社。

1959年，改为三堂街人民公社。

1961年，改为三堂街公所。

1986年，改设为三堂街办事处。

1995年，改设为三堂街镇和乌旗山独立乡。

2006年，乌旗山独立乡和三堂街镇合并成三堂街镇，一直沿袭至今。