古代曾叫黑山镇和圣山镇。相传在南朝的陈代，黑山一带森林茂密临江，常有盗匪出没为害地方百姓，后来朝廷派兵前来剿匪，其中有6位将领是结拜的异姓兄弟，他们战亡后，化成6片树叶飞到皇帝陈霸先梦里请罪。后来黑山地区一片太平，当地百姓便在黑山高处建庙祭祀他们。明成化十二年(1476年)广东按察司副使涂棐撰写、琼州知府庄琪所立的《重建灵山祠记》中可以得知：“六神”在宋元时已被封为“灵山”、“香山 ”、“琼崖”、“通济”、“定边”和“班帅”等称号，但6人的履历已经无从查考。洪武三年(1370年)，明太祖朱元璋整顿各地寺庙时，认为“六神”封号太多，亵渎礼仪，很不正规，便统一称号为“灵山之神”，列入国家祀典，祭日定在每年三月初九，新官到琼上任都要前去拜谒。据说由于有求必应，非常灵验，后人便改地名为“灵山”。灵山祠年久荒废坍塌，直到1993年才由当地居民发起重建成现在的六神庙 ，1998年，琼山市政府还是将其列为文物保护单位。2002年8月，原灵山与东营两镇合并为灵山镇，2003年1月1日，划归海口市美兰区管辖。辖区灵桂公路北有重建的泰华庵，是海南岛目前唯一的佛教女众道场 。灵山镇民间文化历史悠久，底蕴深厚，主题要项目有：海南民间八音乐队。海南民间八音乐队已被国家文化部审批为国家级非物质文化遗产，受国家保护。 海南八音在唐宋代出现雏形，明代已十分成熟。明代海南琼山县（今属海口市）灵山一带（因为当时县府设在灵山镇的多吕村，故说灵山一带）就出了一位熟操八音而闻名京城的音乐家汪浩然，他成化年间（1465—1487），与其儿子晋京，同选为宫庭乐师，著有《琶瑟谱》3卷，《八音摘要》2卷 。
1931年至1950年属琼山县第五区。
1951年属琼山县第九区。
1957年属新市大林乡；
1958年成立火箭人民公社。
1958年并入海口市改称灵山人民公社。
1959年成立演丰、演海、灵山3个人民公社。
1983年改称灵山区公所。
1987年置灵山镇、东营镇，隶属琼山县。
1997年，灵山镇位于琼山市东南部，距琼山市政府驻地府城镇8公里，面积98.6平方千米，人口4.6万人，辖晋文、群山、新琼、锦丰、新市、红丰、大昌、福玉、美庄、东平、爱群、林昌、新管、新岛、大林、东头、桥东、灵山18个村委会；
东营镇位于琼山市东北部，距琼山市政府驻地府城镇8公里，面积14平方千米，人口1.2万人，辖东营、仲凯、东湖、东和4个村委会。
2002年东营镇并入灵山镇，同年10月海口、琼山行政区划调整，灵山镇划归美兰区管辖。2003年1月1日，美兰区正式成立，灵山镇隶属美兰区。
