孫祖村自西漢時期即有人居住。傳說因有孫氏兄弟三人皆為武將，長兄名孫祖，死後葬於此，故取村名孫祖。1928年境域屬沂水縣依汶區（後稱五區），1939年10月沂南縣設孫祖鄉，1941年6月改稱孫祖區。1958年2月增設孟良崮鄉（駐地代莊），10月分設孫祖、孟良崮二個人民公社。1961年8月設孫祖區，1968年改稱孫祖公社，1984年6月撤銷公社設孫祖區，1985年9月撤區設孫祖鄉，1996年12月撤鄉設孫祖鎮，2000年代莊鄉並入。