段园镇位于萧（萧县）铜（铜山县）之间，隔萧县龙城丁里镇从杜集区脱逸而出，成为淮北市唯一“不连体”的属地。

段园镇历史上属萧县龙城区，1950年，萧县一区（龙城区）设乡，段园镇属毛庄乡。

1951年初，段园镇全面土改。

1952年，农民自愿结合成立公互助组。

1953年，成立初级农业生产合作社。

1954年，成立高级农业生产合作社。

1958年秋，成立人民公社（牛眠人民公社和毛庄人民公社）

1980年3月，萧县毛庄、牛眠两个公社划归淮北市，由沈庄煤矿、袁庄煤矿实行“以矿带社”管理，两公社共辖14个生产大队。

1984年4月，毛庄、牛眠两个公社划归杜集区管辖，同时进行了体制改革，毛庄公社废社改为毛庄乡，牛眠公社改为牛眠乡。同年12月，毛庄乡改为段园镇。

1992年3月，牛眠乡并入段园镇。