台湾清治末期至日治初期，倒别牛地区为一街庄，称为「倒别牛庄」，隶属于竹北一堡。该庄西北与九芎林庄为邻，北及东北与中坑庄为邻，东南与王爷坑庄为邻，南边为石壁潭庄，西南边为柯仔林庄。1901年（日治明治三十四年）11月，全台废县厅改设二十厅，该庄隶属于新竹厅。1909年（明治四十二年）10月，合併二十厅为十二厅，该庄隶属不变。1920年（大正九年），废十二厅改设五州二厅，该庄改制为「倒别牛」大字，隶属于新竹州竹东郡芎林庄，大字下有「倒别牛」、「燥坑」、「五股林」小字名。战后芎林庄改制为芎林乡，隶属于新竹