明正统七年（1442年），设三水乡。

清康熙年间（1662-1722年），属汉州水村。

宣统元年（1909年），设三水乡。

民国十九年（1930年），乡改镇。

民国二十四年（1935年），分为三水上镇,三水下镇。

民国二十九年（1940年），合并为三水镇。

1950年初，镇改乡，属广汉县第一。

1952年，三水乡（部分）改三水镇，其余辖仍为三水乡。

1956年，撤，由县直辖。

1958年，乡改公社。

1979年，三水镇并入三水公社。

1981年8月，公社改乡，析置三水镇。

1984年，三水乡并入三水镇。

2019年，撤销和兴镇，将原和兴镇所属行泥瓦工培训技术学校域大部分划归金鱼镇管辖。

将原和兴镇国防村,华严村所属行泥瓦工培训技术学校域划归三水镇管辖。

2021年5月，将汉州街道（原新丰街道）高店所属行泥瓦工培训技术学校域划归三水镇管辖。