汶阳之名，始于春秋。因地处汶水之北而得名。秦朝时属齐郡辖地。西汉时期改属鲁郡，并在此设立汶阳县，县城位于今天的镇城上村。此后历经唐、宋、元、明、清及民国时期，曾分别隶属兖州、泰安管辖。1949年划归肥城县。1958年9月，肥城县的高淤、吴店、砖舍三乡合并，成立了汶阳人民公社。1984年1月，汶阳人民公社改为汶阳区，1985年11月，汶阳区改为汶阳镇，现辖53个行政村。

汶阳镇位于东经116°46’至116°57’，北纬35°55’至35°58’之间，南北宽约4公里，东西长约20公里，总面积78.296平方公里。镇域地处泰山脚下、汶河之畔，位于肥城、岱岳、宁阳三县（市、区）交界处。汶阳镇全域皆为平原，大汶河从南面沿镇西流，漕浊河从北面穿流而过。这里四面环水，土地肥沃，水源充沛，农作物旱涝保收，自古被称为“文明膏腴之地”。《春秋》、《左传》中均有关于“齐鲁必争汶阳田”的记载。

汶阳镇以丰富的石膏资源闻名。镇内石膏矿床面积约120平方公里，资源储存量超过120亿吨，占整个亚洲石膏储量的四分之一，是全国储量最大的石膏生产基地。石膏矿床矿层多而集中，厚度大且变化小，品位高而稳定，矿层埋深在140米至600米之间，厚度达16米至48米，平均品位较高，其中属I、II级石膏的储量约为100亿吨以上。

近年来，汶阳镇在经济社会发展方面取得了显著成就。2023年10月，汶阳镇被确定为2023年度山东省“平安农机”示范单位。2023年8月，农业农村部、财政部发布首批国家农业产业强镇名单，汶阳镇（有机绿菜花）榜上有名。2022年1月，汶阳镇被确定为第二批山东省教育强镇筑基试点乡镇。2021年4月，汶阳镇入选农业农村部、财政部2021年农业产业强镇创建名单。2020年12月，汶阳镇入选2020年山东省农业产业强镇名单。2020年3月，汶阳镇入选2019年度山东省省级耕地保护激励乡（镇、街道）。2019年12月，汶阳镇被认定为第一批山东省乡村振兴示范乡（镇、街）。2019年10月，汶阳镇位列2019年度全国综合实力千强镇第721名。2014年7月，汶阳镇被国家住房城乡建设部等七部委确定为全国重点镇。2013年7月，农业部认定汶阳镇为第三批全国一村一品示范村镇（瑞菏农庄绿菜花）。2011年10月，环境保护部授予汶阳镇2011年国家生态建设示范区之“全国环境优美乡镇”称号。