清乾隆《宝山县志》记载，本地有座泗漕庙（在抗战和文革中被毁），香火很旺，庙旁有一个村庄，进出村庄的巷子叫“庙巷”。1932年“一.二八”淞沪会战，十九路军在庙巷浴血抗战，阻击3万日军进攻，战地记者将此役误写成“庙行大捷”（巷与行，沪语同音），从此该名称沿用至今。

庙行位于宝山区中南部，东与张庙街道和高境镇毗邻（以共和新路为界）；南与闸北区彭浦镇接壤；西与大场镇相邻；北与顾村镇、杨行镇相望（以薀藻浜为界）。庙行交通便利，区位优势明显，位于中外环之间，紧靠中心城区，镇域内有共和新路高架、轨道交通1号线（规划中的M18号线也从镇内穿过）等，距离人民广场仅12公里。

庙行1956年建乡，隶属于上海北郊区。1993年撤乡建镇，改称庙行镇。1996年区划调整，共和新路以东地区划归泗塘、通河两个街道（现张庙街道），庙行镇的范围就是共和新路以西，薀藻浜以南，西至大场机场，南与闸北区彭浦镇接壤。

庙行历史上是一个纯农业地区，上世纪80年代是上海十大“菜篮子工程”基地之一，有万猪场、万鸡场等，禽蛋奶三项农副产品上市量位于全市各乡镇之首，1993年开始经济转型，走向推进城市化的进程。

目前，全镇地域面积5.96平方公里（43%的面积是建设敏感区），户籍人口29272人，常住人口89615人，下辖3个行政村（场北、野桥、康家），有3个村级公司（骏利、宝业、新星，前身为周巷、前进、新一等几个行政村，撤制村队后产业留在庙行，人员属地化管理），5个镇属公司（共康经济区、资产公司、商贸公司、房产公司、物业公司），14个居委会，9所学校。

2020年7月29日，全国爱国卫生运动委员会重新确认庙行镇为国家卫生乡镇（县城）。