廟行鎮(zhèn)域成陸于南朝梁武帝時期（500～550），唐代起至南宋嘉定十年（1217）前屬昆山縣，嘉定十年昆山縣分出東境建立嘉定縣，此后歷經(jīng)南宋、元、明至清雍正初年均屬嘉定縣。

清雍正二年（1724），嘉定縣分出東境依仁、守信、循義、樂智4鄉(xiāng)所屬的13個都的全部或部分建立新縣，定名為寶山縣，與嘉定縣同城而治。

雍正三年實行分治，此時，境域屬依仁鄉(xiāng)范圍，隸江蘇布政使司直隸太倉州。

民國元年（1912）廢州，寶山區(qū)隸屬江蘇省。

民國三年（1914）1月，隸江蘇省觀察使，5月，省下設道，隸江蘇省滬海道。

民國十六年（1927年）廢滬海道，直隸江蘇省。

民國十八年（1929年）10月，實行縣轄區(qū)制，隸屬于寶山縣第二區(qū)（大場）。

民國三十四年（1945）8月抗戰(zhàn)勝利后，廟行地域內(nèi)改設藻南鄉(xiāng)、大東鄉(xiāng)、鵝浜鄉(xiāng)，同時隸屬于江蘇省寶山區(qū)大場區(qū)和上海第二十四區(qū)，直至民國三十六年（1947）8月地域正式歸于上海市第二十四區(qū)（后更名為大場區(qū)），南藻鄉(xiāng)、大東鄉(xiāng)、鵝浜鄉(xiāng)為大場區(qū)的二、三、四保范圍，直至1949年5月，上海解放。

上海解放后，境域仍隸屬于上海市大場區(qū)。

1950年3月，設場北鄉(xiāng)。

1951年10月，分設場北、場東兩鄉(xiāng)。

1956年1月，場北鄉(xiāng)、場東鄉(xiāng)以及新建鄉(xiāng)的兩個村從大場區(qū)中分出，成立廟行鄉(xiāng)，隸屬于上海市北郊區(qū)。

1958年9月，人民公社化運動，寶山縣南部地區(qū)由原淞南鄉(xiāng)、高鏡鄉(xiāng)、廟行鄉(xiāng)全部地區(qū)和中心鄉(xiāng)北部地區(qū)以及工農(nóng)鄉(xiāng)、塘南鄉(xiāng)、江灣鎮(zhèn)、中心鄉(xiāng)南部地區(qū)的農(nóng)村部分組成先鋒公社，原廟行鄉(xiāng)屬先鋒公社五大隊范圍，隸屬于上海市寶山縣。

1959年公社調(diào)整，境域屬新橋公社。

1961年，從新橋公社分出，建立廟行公社，此后基本穩(wěn)定。

1984年撤社建鄉(xiāng)，建廟行鄉(xiāng)。

1988年吳淞區(qū)、寶山縣“撤二建一”，成立寶山區(qū)，廟行鄉(xiāng)隸屬于上海市寶山區(qū)。

1993年撤鄉(xiāng)建鎮(zhèn)，建廟行鎮(zhèn)至今，使用至今。