元世祖至元十四年(1277年)升华亭县为华亭府,领华亭县。一年后,华亭府改名松江府。
元泰定三年(1326年),罢松江府,华亭县改属嘉兴路,隶属江浙行省,设都水庸田使司于原松江府治;元天历元年(1328年)罢都水庸田使司,复置松江府,华亭县仍隶松江府。明洪武元年(1368年)松江府直隶南京;清顺治三年(1645年)南直隶改为江南省,松江府属江南省。
顺治十三年(1656年),析华亭县置娄县,洞泾地区属娄县集贤乡和华亭乡,洞泾港东是华亭乡六保、三十六保、三十七保、三十八保,洞泾港西是集贤乡三十八保。涉及庙界是祥泽庙界、十字庙界、牛村庙界、阳河泽庙界。
民国元年(1912年),撤府,华亭、娄县合并为华亭县,归江苏省管辖。
民国三年(1914年),华亭县改称松江县,洞泾地区属泗泾区及东外区。
民国十六年(1927年)属第七区公所。
民国年十八年(1929年)秋,奉省令试行区制,隶属泗泾区塘桥乡、西洞泾乡、东洞泾乡和新泰乡。
民国二十五年(1936年),属第二区公所。
民国二十六年(1937年),抗日战争爆发。日伪统治期间,隶属泗泾区及东外区。
1949年5月13日,洞泾地区解放。
1949年7月,县以下设区,洞泾地区分属泗泾区、城东区、城西区,隶属苏南行政公署松江专区松江县。区以下设小乡建制,现地分属原新农乡、民主乡、洞泾乡、任岗乡、三龙乡5个小乡。
1952年撤销苏南行政公署,洞泾地区隶属江苏省。
1957年7月撤区并乡,洞泾地区分属泗联乡和城北乡。
1958年3月江苏省松江专区撤销,松江划归苏州专区。
1958年9月撤销乡村建制,农村成立人民公社。泗联乡改建为东方红人民公社,城北乡改建为幸福人民公社。
1958年11月,松江县划归上海市。
1959年4月,东方红人民公社更名为泗联人民公社,幸福人民公社更名为城北人民公社。洞泾地区分属这两个人民公社管辖。
1978年3月,洞泾地区建砖桥人民公社,1980年11月更名为洞泾人民公社。
1984年2月,洞泾人民公社改为洞泾乡。
1993年8月,洞泾撤乡建镇。
1998年2月,松江县撤县建区,洞泾镇隶属松江区管辖。