日治初期，石头溪地区为一街庄，称为「石头溪庄」，隶属于海山堡。该庄昔日为大汉溪中沙洲，西北以大汉溪分流与崙仔庄为界，北以数段大汉溪分流及沙洲地与三块厝庄为界，东边及东南边隔大汉溪主流与顶埔庄、挖仔庄为界，西南边以大汉溪分流及数段圳沟及沙洲地与桃仔脚庄、溪墘厝庄、樟树窟庄为界。1901年（日治明治三十四年）11月，该庄隶属于桃园厅，编入第十七区。1905年（明治三十八年）7月，第十七区改称「树林区」。1920年（大正九年），该庄改制为「石头溪」大字，隶属于台北州海山郡莺歌庄，大字下有「田尾」、「上石头溪」