清乾隆《寶山縣志》記載，本地有座泗漕廟（在抗戰(zhàn)和文革中被毀），香火很旺，廟旁有一個村莊，進出村莊的巷子叫“廟巷”。1932年“一.二八”淞滬會戰(zhàn)，十九路軍在廟巷浴血抗戰(zhàn)，阻擊3萬日軍進攻，戰(zhàn)地記者將此役誤寫成“廟行大捷”（巷與行，滬語同音），從此該名稱沿用至今。
廟行位于寶山區(qū)中南部，東與張廟街道和高境鎮(zhèn)毗鄰（以共和新路為界）；南與閘北區(qū)彭浦鎮(zhèn)接壤；西與大場鎮(zhèn)相鄰；北與顧村鎮(zhèn)、楊行鎮(zhèn)相望（以薀藻浜為界）。廟行交通便利，區(qū)位優(yōu)勢明顯，位于中外環(huán)之間，緊靠中心城區(qū)，鎮(zhèn)域內(nèi)有共和新路高架、軌道交通1號線（規(guī)劃中的M18號線也從鎮(zhèn)內(nèi)穿過）等，距離人民廣場僅12公里。
廟行1956年建鄉(xiāng)，隸屬于上海北郊區(qū)。1993年撤鄉(xiāng)建鎮(zhèn)，改稱廟行鎮(zhèn)。1996年區(qū)劃調(diào)整，共和新路以東地區(qū)劃歸泗塘、通河兩個街道（現(xiàn)張廟街道），廟行鎮(zhèn)的范圍就是共和新路以西，薀藻浜以南，西至大場機場，南與閘北區(qū)彭浦鎮(zhèn)接壤。
廟行歷史上是一個純農(nóng)業(yè)地區(qū)，上世紀80年代是上海十大“菜籃子工程”基地之一，有萬豬場、萬雞場等，禽蛋奶三項農(nóng)副產(chǎn)品上市量位于全市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之首，1993年開始經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，走向推進城市化的進程。
目前，全鎮(zhèn)地域面積5.96平方公里（43%的面積是建設敏感區(qū)），戶籍人口29272人，常住人口89615人，下轄3個行政村（場北、野橋、康家），有3個村級公司（駿利、寶業(yè)、新星，前身為周巷、前進、新一等幾個行政村，撤制村隊后產(chǎn)業(yè)留在廟行，人員屬地化管理），5個鎮(zhèn)屬公司（共康經(jīng)濟區(qū)、資產(chǎn)公司、商貿(mào)公司、房產(chǎn)公司、物業(yè)公司），14個居委會，9所學校。