门头沟名字的由来是因为门头沟位于圈门内。
在明朝，首都北京长期受到蒙古的威胁。朝廷在北京西山区修建了内长城作为保护首都的最后一道防线。朝廷还在每条山路的关键部位修建了关城，并有驻军把守。当时，门头口村还有一个关城守卫着古玉河大道的咽喉。
清朝以后，长城内外统一，北京西部的关城失去了军事功能。关城城楼上建了一座庙，后来逐渐演变为街楼。因为雨荷古道从关城下穿过，而关城的门是拱形的，人们称这座建筑为“券门”，谐音“圈门”。
以天桥为界，这个山谷分为两部分。天桥西边叫“门头沟”，意思是“圈门前的山谷”；街道建筑的东部因位于山谷出口的村庄而得名，它被称为“大峪沟”。
