置所沿革：据《临安志》记载，早在唐朝垂拱二年（公元686年）置紫溪县，置所在现本镇城后村。“潜川”称谓始于南宋，时有“潜川乡”，属於潜县。解放后，於潜县设潜川区，行政区划和现在有所不同；1956年，於潜县撤区设乡，建立紫水乡、乐平乡；1958年昌化县建立潜川公社，1961年恢复区建制，於潜区辖潜川公社；1972年，撤销潜川公社，分建堰口、紫水、马山、塔山、乐平5个公社。

近年来行政区划调整：2001年，由马山、紫水、塔山三乡合并，新设潜川镇，设牧亭村为镇政府驻地；2011年初根据杭政函〔2011〕5号《杭州市人民政府关于临安市部分行政区划调整的批复》进行区划调整，乐平乡撤销建制，并入潜川镇，镇政府驻地不变，原乐平乡办公地点设置乐平办事处。

行政村调整：2008年，根据临安市委、市政府统一部署，原潜川镇由23个行政村调整为10个；原乐平乡由11个行政村调整为6个，现为16个行政村。