段家井原名三眼井，明萬歷二十七年，兵備副使荊州修建成三眼井堡，城中龍王廟前掘一井有三眼出水，故名三眼井。
宋朝時稱汜水關(guān)。
元朝時為游牧地區(qū)，明朝建堡，清朝前盛后衰，同治三年到中華人民共和國成立，在這八十年中無人居住，1958年為寺灘鄉(xiāng)長城大隊，1976年部分人遷往一期灌區(qū)于家窯，1980年為八道泉鄉(xiāng)三眼井大隊，1989年留守山區(qū)村民全部搬遷8里外的現(xiàn)居住點，正式設(shè)立段家井村。
2004年機構(gòu)改革后劃歸上沙沃鎮(zhèn)，沿用至今。