下寺湾镇位于甘泉县西北部，是甘泉县下辖的乡镇级行政单位。镇政府驻地为下寺湾村。

地处河湾，旁有泓门寺（俗称下寺），故名。

民国二十三年（1934年）以前，属安塞区。

民国二十四年（1935年），为陕甘边区苏维埃政府直辖区。

民国二十五年至民国二十六年（1936—1937年），为甘洛县二区。

民国二十六年至民国三十六年（1937—1947年），为甘泉县二区。

1958年，将桥镇、王坪2公社合并为下寺湾公社。

1961年，与桥镇、王坪2公社分治，另设下寺湾公社。

1983年，改设下寺湾乡。

1998年，改设镇。

2001年，撤销雨岔乡并入下寺湾镇。

下寺湾镇地处甘泉县西北部，东与石门乡相接，南与道镇、富县交界，西与桥镇乡、志丹县永宁镇相连，北与安塞区砖窑湾镇毗邻。辖区东西最大距离18.3千米，南北最大距离39千米，总面积426.78平方千米。

镇内地势以黄土高原丘陵沟壑为主，南洛河流贯全镇。北洛河谷地比较平坦，其余广大区域，黄土梁丘陵沟壑交错分布。

下寺湾镇属于暖温带大陆性季风气候，特点为四季分明，降水季节性分布不均、旱涝相间。

境内河道属于黄河流域洛河水系，主要河道包括洛河和雨岔河。洛河从镇境西北至东南，流经胡皮头、柳河渠湾、程家纸房、闫家沟、下寺湾、田家沟、贺家湾、洛家沟村。

区内有石油、天然气、碳酸钙、泥灰岩等矿产资源，产油层为侏罗系延安市统，主力油层属三角洲平原河道沉积。以及约4万亩的林地。

下寺湾镇辖1个社区和9个行政村。具体包括下寺湾社区、下寺湾村、蛇河沟村、胡皮头村、柳河渠湾村、程家纸坊村、张家沟村、闫家沟村、井家峁村、营盘山村、洛家沟村、贺家湾村、田家沟村、龙咀沟村、雨岔村、锁崖窑村、甘沟河村、柴关山村和新庄洼村。

截至2011年末，下寺湾镇辖区总人口12047人，其中城镇常住人口6646人，城镇化率55.2%。另有流动人口1600人。总人口中，男性6312人，占52.4%；女性5735人，占47.6%；14岁以下2698人，占22.4%；15—64岁7854人，占65.2%；65岁以上1495人，占12.4%。人口密度为每平方千米27人。截至2018年，下寺湾镇户籍人口10930人。

根据2021年6月25日甘泉县第七次全国人口普查数据，下寺湾镇人口数为6109人。

2011年，下寺湾镇地方财政收入520万元，比上年增长15%。

2018年，下寺湾镇有工业企业7个。

2011年，下寺湾镇农业总产值3798万元，农业增加值占国内生产总值的21%。农业耕地面积8.5万亩。

下寺湾镇粮食作物以玉蜀黍属、豆类为主。2011年，下寺湾镇粮食生产2983吨，人均400千克。其中玉米1024吨，豆类1959吨。主要经济作物为蔬菜。2011年，下寺湾镇蔬菜种植面积500亩，产量7000吨，主要品种有西红柿、黄瓜等。

下寺湾镇形成以石油化工为主的工业体系。2011年，下寺湾镇工业总产值489万元。辖区内有工业企业8家，职工592人。

截至2011年末，下寺湾镇有商业网点312个，职工513人。2011年，下寺湾镇社会商品销售总额达1600万元，比上年增长17.5%；城乡集市贸易成交额1000万元。

截至2011年末，下寺湾镇邮政所1个。电信服务网点1个，固定电话用户930户，宽带接入用户450户。全年电信业务收入60.1万元。

截至2011年末，下寺湾镇金融机构各类存款余额0.48亿元，比上年增长11%；各项贷款余额0.41亿元，比上年增长15%。

镇区内道路和桥梁建设满足基本交通需求。

截至2011年末，下寺湾镇镇区道路总长度3.4千米；镇区桥梁1座，总长度97米。

截至2011年末，下寺湾镇有镇文化站1个，村级文化活动中心3个，各类图书室8个，藏书4万余册，有县级文物保护单位1个。

截至2011年末，下寺湾镇有广播电视站1个，有线电视用户1697户，其中数字电视968户。

截至2011年末，下寺湾镇有幼儿园3所，在园幼儿385人，专任教师17人；小学2所，在校生951人，专任教师66人，小学适龄儿童入学率100%；初中1所，在校生305人，专任教师58人。初中适龄人口入学率、小升初升学率、九年义务教育覆盖率均达100%。

截至2011年末，下寺湾镇有医疗卫生机构1个，病床23张；固定资产总值500万元。专业卫生人员30人，其中执业医师6人。2011年，下寺湾镇医疗机构完成诊疗8500人次。新型农村合作医疗参合率100%。

2021年9月，被陕西省人民政府办公厅授予“2020年度市级重点镇建设先进镇（街道）”称号。