落水河乡因乡人民政府驻落水河村而得名。相传旧时本县曾遭受特大水灾，洪水涨至该村时突然下降，故取名落水河。

落水河乡地处灵丘县城东部八公里处，辖24个行政村、39个自然村，共6703户、23234人，劳动力8344个。全乡总面积289平方公里，耕地面积67647亩。2003年农村经济总收入6833.8万元，农民人均纯收入1700元，粮食总产量1200万斤。

全乡年降水量420毫米，平均气温7摄氏度左右，无霜期140天左右。境内川下片水资源条件较好，土地较平坦，土壤较肥沃。东部山区原招柏乡属干山区，水源缺乏，土地少而贫瘠，生存条件十分恶劣。

全乡交通较为方便，天走公路顺穿而过，京原铁路横贯全境，为农副产品的运输创造了良好的便利条件。

落水河乡是一个纯农业乡，无其它资源。主要农作物以玉米为主，占种植面积的60%，其余为谷、黍、豆、土豆等，兼种荞麦、黑谷等小杂粮。近年来，随着产业结构的调整，全乡种植优种西瓜5000亩、露地蔬菜1500亩、中药材1000亩、水稻500亩，建设容量200头的养牛场一座，搬迁人口1000余人。胡沟西瓜已成为畅销华北地区的知名品牌，创造了良好的经济效益和社会效益。

2025年5月，落水河乡入选2025年度山西省乡村旅游重点村镇名单。2021年12月，被认定为山西省农村电商强镇。

乡域内有重要历史文化遗存。灵丘县故城位于落水河乡新庄村北，年代为汉，类别为古遗址，为大同市第三批市级文物保护单位。灵丘故城遗址位于新庄村北，年代为汉，2021年8月被山西省人民政府公布为第六批省级文物保护单位。

落水河乡1949年成立落水河区，1958年由三山、大涧、落水河、门头四个乡联合组成人民公社，1984年成立落水河乡，2001年撤乡并镇，与原招柏乡合并成落水河乡。