台湾清治末期至日治初期，上石埤地区为一街庄，称为「上石埤庄」，隶属于捒东下堡。该庄西北与西大墩街、上牛埔仔庄为邻，东北与陈平庄为邻，东南边为下石碑庄、惠来厝庄，西南边为潮洋庄。1901年（日治明治三十四年）11月，全台废县厅改设二十厅，该庄隶属于台中厅。1903年（明治三十六年）6月，该庄编入「西大墩区」，隶属于台中厅。1909年（明治四十二年）10月，合併二十厅为十二厅，西大墩区隶属不变。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「上石埤」大字，隶属于台中州大屯郡西