牙屯堡镇位于通道侗族自治县西部，东靠双江镇，西连大高坪苗族乡，北临地阳坪、菁芜洲镇。境内山峰连绵，海拔800米以上的山峰有3座，最高峰冷水坡海拔925米。牙屯堡河贯穿全境流程约15公里。枝柳铁路贯穿境内长11公里，设牙屯堡火车站。该镇以境内驻地牙屯堡村得名。

解放前属贵州黎平县管辖，1951年划入通道县。1952年，第二区政府驻地由田家迁驻于牙屯保。1956年置牙屯堡乡，1958年改为牙屯堡公社，1984年改为乡，自1996年5月合团头乡为镇，至今建为开放的新镇。