大肚川镇隶属东宁市管辖。位于市境南部，大肚川河下游，东临瑚布图河与俄罗斯毗邻，国境线长50公里，南与吉林省珲春市接壤。镇政府驻地距市城13公里。

大肚川镇因其地位居大肚川冲积平原南端，中间宽两头狭窄，形似胃，昔称“大肚子川”；又因草帽顶子山在其南，早期也称“草帽顶子”。大肚川，满语，汉译“桔梗”之意。清代，隶属宁古塔副都统管辖。1903年（清光绪二十九年），设置绥芬厅，隶属由义社管辖。中华民国成立后，1917年隶属东宁市第二区。东北沦陷后，1936年将周围零散居民集中于此建屯，称大肚川屯。1939年隶属石门子村，1943年伪村公所由石门子迁至大肚川，翌年改称大肚川村。1945年“九三”抗日战争胜利后，设置大肚川区，1948年10月改为第五区，并为区政府驻地。1956年5月，撤区划乡，分设大肚川、团结、石门子3个乡。1958年9月，将3个乡合并成立钢铁人民公社，1959年将钢铁公社改为大肚川公社。1984年政社分开，改为大肚川乡。1985年3月，撤乡设镇，改为大肚川镇。

大肚川镇辖区地势由南向北、由西向东逐渐倾斜。境内有少山、老爷岭、白刀山等主要山峰及三岔河、暖泉河等4条主要河流，自然条件可称为“九山半水半分田”。全镇总面积1181平方公里。南部主要是林区，设有国营林场。沿河地带有耕地7.5万亩，是东宁市粮食主要产区之一，并开展以种植烤烟、木耳、人参和养鹿等多种经营。镇办工业有煤矿、白灰、砖瓦厂等，1992年乡镇企业总产值3681万元。全镇共辖大肚川、向阳、神洞、闹技沟、太平川、水曲柳沟、马营、红星、亮子川、西沟、石门子、太阳升、胜利、李家子、浪东沟、团结、煤矿、新城沟、丰顺、苇子沟、老城沟等21个村。1992年末全镇总人口2.48万人，其中非农业人口3042人。镇政府驻于镇内。