본래는 이 지역의대천천(大川川)이라는 자연지명이었는데, 뒤에 행정지명이 되었다. 1895년(고종 32) 지방제도 개편에 따라 보령군이 되었다.
1914년 부군폐합령에 의하여 남포군(藍浦郡)의 군내·신안·북내·웅천·고읍·불은·습의·북외·심전 등의 9개 면과 오천군의 천동·하남·하서·천북 등의 4개 면, 결성군 가산면 일부, 홍산군 상서면 일부가 보령군으로 개편되었으며, 주포면 신성리(현재의 보령리)에 있던 군청이 대천면 대천리로 이전되었다.
그 뒤 보령의 중심지가 되고, 1962년대천면이 읍으로 승격되고, 1986년 1월 1일 다시 시로 승격되어 대천시가 되었다. 1988년 당시 대천시의 면적은 46.25㎢, 인구는 55,553명이었으며, 10개 동이 있었고, 시청소재지는 대천동이었다.
1995년 1월 1일 행정구역개편에 따라 당시 인구는 약 55,000명으로 보령군과 통합되어 보령시로 되었다. 대천해수욕장 등이 유명하다.