高沙镇旧属武冈。
在西汉时期，刘遂为都梁候，高沙属都梁国，后改名为都梁县。
到三国时候，都梁县改名武冈县，高沙属武冈县地。
清乾隆二十五年（1760年）至辛亥革命改元，武冈设州同驻高沙曰分州衙门，管辖今洞口县全境。
清道光25年（1845年），又设千总驻军于此，高沙遂成为武冈州乃至宝庆府的政治、军事、经济与文化重镇。
民国在此设区，1952年2月24日，经中央人民政府政务院批准，将原武冈县北部的七、八、九、十、十一区及三区的一部分划出，于同年4月1日建立洞口县，高沙区归洞口县管辖。
1995年撤区并乡，将原高沙区所辖高沙镇、太平乡、茶铺乡、南泥乡、马鞍乡、洪茂乡合并成立新的高沙镇。