东沙镇历史悠久。境内位于念母的北畚斗新石器文化遗址表明3000-4000年前东沙已有居民生息。相传2000多年前秦方士徐福为始皇求长生不死药，曾由东沙角山嘴头上岸，涉足蓬莱山（岱山古称）。五代时，山嘴头已为高丽朝贡船舶休憩之地。宋元丰元年（1078年），东沙属蓬莱乡（唐时起为岱山乡名）。明废昌国县为乡，东沙属昌国乡。清康熙二十七年（1688年），建置定海县，乡以下设图、岙，东沙属蓬莱乡念母涂岙。清道光二十一年（1841年）乡以下改为庄，东沙属岱二庄。清光绪《定海厅志》始称东沙角镇。清宣统二年（1910年）岱山建置为镇，东沙属岱山镇。

民国二十三年（1934年）东沙始建为镇。

1939年日寇入东沙，设立“自治会”，内称“东沙特别市”。

1949年建立翁洲县，列为甲级镇。

1950年5月岱山解放后，隶属定海县岱衢区，建立建制镇。

1953年至1955年为岱山县政府驻地，称直辖镇。

1958年10月改镇为东沙人民公社。

1962年6月，复称东沙镇。2003年12月8日，行政区域进行调整，撤销原东沙镇建制，与泥峙镇、高亭镇司基村合并成立新东沙镇。调整后，东沙镇辖12个行政村、7个居民区；镇政府驻地定址宫门村，距县城9千米。2003年末，全镇辖东沙、桥头、念母、3个社区居民委员会，东沙捕捞队，宫门、书院、泥峙、余金、江窑、江窑湖、司基7个行政村，9000户，总人口20268人，其中非农户口3208户，6712人。