寺山镇原叫寺脚，居民多为早年从广东迁移到此。据《翟志》记载，清制基本沿袭明制，道光以前为南三里，辖三团，即康吉团、康泰团、康乐团。

民国初年称为来宾县第四区。

1933年12月，寺山乡与石牙乡并为县第八区,辖1街5个自治村，即寺脚自治街、禄正自治村、东陈自治村、宣扬自治村、罗律自治村、乌慢自治村。

1935年改设寺脚乡。

中华人民共和国成立后，1950年1月，建立寺山区人民政府，区址寺脚街。

1951年4月改称第八区人民政府。

1952年11月，区址石牙。

1958年11月，撤区设乡，寺山、石塘2个乡从石牙分出，寺山乡址寺脚街，辖寺脚、乌慢、东瓜、东陈、大本、上水、上团7个小乡；石塘乡址石塘街，辖石塘、大炉、陈王3个小乡。

1959年2月，石塘乡并入寺山公社。

1961年6月，寺山公社分为寺山、石塘两个公社。

1962年9月，撤消公社，恢复区的建制，寺山、石塘两个公社合并为寺山区公所,辖寺山、石塘、大炉、陈王、石古、金山、宝山、上团、大本、东陈、东瓜11个公社。

1968年3月，成立寺山区。

1969年1月改称寺山人民公社，辖寺山、贺山、大炉、大河、石塘、乌慢、大步、上水、上团、东陈、东瓜、大本、陈王13个生产大队。

1984年9月撤公社设乡，辖石塘、王元、陈王、大河、大炉、贺山、寺山、乌慢、新步、上水、上团、大本、东陈、独石、安村、东瓜、六力17个村民委94个自然村。

1996年撤村公所改称村民委，辖权不变，沿袭至今。2007年寺山乡陈王村民委员会陈王屯更名为鳌山屯。

2014年5月8日，广西壮族自治区人民政府批复同意来宾市兴宾区寺山乡撤乡改镇。