台湾清治末期至日治初期，沟子垻地区为一街庄，称为「沟子垻庄」，隶属于斗六堡。该庄北与九老爷庄、大潭庄、大崙庄为邻，东与水碓庄、庵古坑庄为邻，南边及西南边为温厝角庄，西边为新庄。1901年（日治明治三十四年）11月，全台废县厅改设二十厅，该庄隶属于斗六厅。1903年（明治三十六年）6月，该庄编入「斗六区」，隶属于斗六厅。1909年（明治四十二年）10月，合併二十厅为十二厅，斗六区改隶属于嘉义厅。1920年（大正九年），全台地方制度大改正，废十二厅改设五州二厅，该庄改制为「沟子垻」大字，隶属于台南州斗六郡