镇因政府驻地东牛泉村而得名。据秦氏谱记载，明洪武年间春笋生由河北省枣强县迁此建村，村东有泉，牧者常驱牛在此饮水，数则盈，传为神牛，由此得名牛王泉，借以名村。因重名冠以“东”字，故名东牛王泉。

属南乡的毛埠、南宫、汶南保。

民国初年属第三区（汶南区）和第十区（鲁西区）。1939-1941年，先后隶属于莱南行署、新泰县、新甫县。

1942年属新甫县汶南、圣井、鲁西、野店4个区。

1945年10月称圣井区。

1951年改称第五区。

1955年复称圣井区。

1958年分为牛泉、圣井2个乡。同年10月，改称牛泉、圣井2个公社。

1959年合并为牛泉公社，辖牛泉、上庄、吕家楼、圣井、省庄、小庄管理区。

1984年4月，改称牛泉办事处，辖牛泉镇及圣井、刘省庄、吕家楼、东上庄、小庄乡，69个行政村，83个自然村。

1985年10月，分为牛泉镇、圣井乡。

1997年，牛泉镇面积54.25平方千米，人口40339人，辖3个管理区，东牛泉、西牛泉、马小庄、杨小庄、吕小庄、朱小庄、贺小庄、中小庄、任小庄、王小庄、吴小庄、马家庄、南刘家庄、吴桥、大庄、南三官庙、毕毛埠、亓毛埠、鹿毛埠、东上庄、西上庄、南宫、杜官庄、纪家庄、东泉河、西泉河、双泉、侯家沟、东五斗、西五斗、八里沟、大荒峪32个行政村，34个自然村；圣井乡面积88.93平方千米，人口34339人，辖圣井、石门、向阳、茂盛堂、张积庄、凤义庄、鹁鸽楼、将山后、清沙沟、新张庄、积家庄、吕家楼、冯徐冶、中徐冶、南徐冶、曹家省庄、刘家省庄、亓家省庄、东王庄、西王庄、祥沟、鹿家庄、店子、南白塔、北白塔、中白塔、西蔺家庄、蒲洼、李条庄、东凤阳、西凤阳、任家庄、范庄、上峪、渐河、绿凡崖、庞家庄37个行政村，48个自然村。2000年12月，撤销圣井乡，将其行政区域并入牛泉镇。2001年，面积143.18平方千米，人口75160人，辖7个管理区，69个行政村，82个自然村。