栃木県道52号矢板那珂川線
1961年(昭和36年)4月1日に一般県道矢板小川線として認定された区間が現在の県道矢板那珂川線の母体である。1993年(平成5年)4月1日に路線変更により小川-馬頭間の国道293号旧道および馬頭-健武間の主要地方道大子馬頭線の一部が組み込まれ県道矢板馬頭線として認定、現在の区間が成立した。2008年(平成20年)4月1日には市町村合併に伴い現在の路線名に改称された。
2011年(平成23年)3月11日、東日本大震災により那珂川町小川-と旧馬頭町の小口間を結んでいた新那珂橋が損傷、通行止めとなる。5月19日には県土整備部より復旧が困難として取り壊しもありうる可能性が示され、2013年までに撤去された。なお、旧小川・馬頭町間は、新那珂橋の900m下流にある国道293号若鮎大橋で結ばれている。
1993年(平成5年)5月11日 - 建設省から、県道矢板馬頭線が矢板馬頭線として主要地方道に指定される。