Phần lớn địa bàn thị trấn An Châu hiện nay trước đây vốn là xã An Châu thuộc huyện Sơn Động.

Ngày 11 tháng 12 năm 1991, thành lập thị trấn An Châu trên cơ sở một phần diện tích và dân số của hai xã An Châu và An Lập.

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 813/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Bắc Giang (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 1 năm 2020)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ 18,10 km² diện tích tự nhiên và 4.448 người của xã An Châu vào thị trấn An Châu.

Sau khi sáp nhập, thị trấn An Châu có diện tích 20,22 km², dân số là 9.416 người.