初期，溪边厝地区为一街庄，称为「溪边厝庄」，隶属于斗六堡。该庄轮廓呈西北—东南走向狭长形，西北与大崙庄、林仔头庄、菜公庄为邻，东北与新庄为邻，东南边为桶头庄，西南边为高林仔头庄。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「菜公区」，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，菜公区改隶属于嘉义厅。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「溪边厝」大字，隶属于台南州斗六郡