秦厉共公二十一年（前456年），始在今古城村一带建立频阳县。

北魏置土门县。

唐置美原县。

明洪武三年（1370年），设镇立会，称美原镇，属美田里。

明清及民国初美原均设分县，由县佐分治。

清时属东北乡第十九联。

民国十九年（1930年），撤美原县。

民国二十二年（1933年），实行保甲制时属礼仁乡，辖7个保。

1949年10月后，为美原，辖7个乡；后改为第九，辖7个乡。

1958年，复为美原，辖9个乡。

1958年12月，与铜川市合并后属美原公社，称美原管理。

1961年，改称美原公社。

1984年，政社分设中设立美原建制镇。

2001年12月，将原雷古坊乡并入该镇。