东与百亩乡接界，南邻荷塘镇，西抵杨市镇，北与斗笠山镇毗邻，镇域总面积82平方千米（2017年），人口42872人（2017年）。

镇内矿产资源比较丰富，如煤、铜、铁、萘等。

水洞底镇是古津小镇，现有铜鼓寨遗址和狮子山石头城古战场遗址。

新中国建立前，水洞底镇属湘乡县清溪乡。

新中国建立后，为湘乡县第十区竹脚、羊角乡和车田乡的一部分。

建县后，属涟源县第十二区。

1956年为红土乡。

1958年，是水洞底公社的一部分。

1961年，建立新的水洞底公社。

1984年，经湖南省人民政府批准，水洞底公社改为水洞底镇。

1994年撤区并乡建镇后，水洞底镇与新禾乡合併建立新的水洞底镇。

2017年2月14日，水洞底镇由涟源市划归娄底市娄星区管辖。

2016年建制村合併后，娄星区水洞底镇下辖1社区24村：向红社区；文建、撑田、天堂、腾跃、孙水、西溪、水洞底、凤冠、红土、石脚、托山、羊角、南桥、云山、金泉、云华、新仕、白晃、周观、新田、留坦、杨材、禾花、新禾24个村。

湖南涟源市水洞底镇潘塘村主任刘建康

书记：肖建军。

镇长：梁哲

人大主席：梁洪辉

政协主席：刘袁

党委委员：王国文、周新建

副镇长：肖永红

人大副主席：李小波

监察室主任：谢小锋

正科级干部：刘建华、王建华、李建文

全镇共有初级中学2所，完全国小9所，村国小8所，现有教学班140个，中小学生5611人，在职教职员工302人。国小毕业合格率及国中招生率均达100%，国中毕业合格率达99.5%，在国家、省、地级各类竞赛中，学生获一、二、三等奖达120多人次。学区被评为“娄底市巩固普九成果先进单位”，夺得涟源市目标管理六连冠，并获得“娄底市教育常规管理先进单位”的殊荣。

全镇共有医院9所，医务人员60人，医师23人。其中水洞底镇医院添置了B超机、心电图机、X光机及生化分析仪、尿液分析仪等先进的医疗器械。

境内交通发达，公路总计46公里，东有锻百砼化公路连线娄底城区，南有大八线与荷塘相连，西有水枧线连线杨市镇，北有斗水公路与斗笠山相通；湘黔铁路穿境而过，怀化段竹沖火车站位于镇域内、娄新高速，沪昆高铁穿过本镇。全镇共有各种货车280辆、客运中巴车45辆，还有计程车、农用车和家庭小车等510辆。

境内农业以稻穀为主，还盛产杨梅、板栗、柑桔等，农业产业结构调整有了较大的发展，建立了一批农业产业化基地，如慕农、西溪等村的1000亩春马铃薯基地，红土、水洞底等村的1000亩无公害蔬菜基地，雨田、天堂等村的1000亩小水果基地，石狮、托山等村的500亩药材基地、云华村的500亩泡菜基地，南桥、西溪、羊古等村的10000亩楠竹基地。2003年，全镇农业总产值6751.3万元，人平纯收入1698元。

近年来，水洞底镇紧抓机遇，锐意创新，立足现有资源开发，着力招商引资，积极发展民营、个体经济，企业发展环境进一步最佳化，工业主导地位逐步增强。有凤冠山煤矿、兴冠煤矿、涟源市第五水泥厂等三家骨干企业，星光烟花鞭炮厂、华龙车轴有限公司、五强洗煤厂等民营企业凸显活力，产销两旺。2006年全镇工业总产值5．1亿元。

杨材山：杨材山座落于娄底市娄星区水洞底镇东南部。山上的“紫金寺”是宝贵的历史文化遗产，四面环山，山崇岭峻，林茂花香，地势险峻，风景优美，杨材山紫云峰，属衡山第十九峰，早在唐贞观年代，就建起了“紫金寺”两座圣殿。至宋、明时先后两次经历修缮，多少名人骚客曾莅临观赏，题诗赋联，有“金炉不断千年火，玉盏常明万岁灯”的非凡景象和“不二南岳”的美誉。远眺可见娄底（星城：娄星、氐星交相辉映的地方），形似莲花座，神似祝融峰，山上林木葱郁，唐时建有庵堂，三次毁弃，现今第四次重修。

水洞底镇自古以来就有“古津小镇”的美称，具有悠久的历史传统文化，历年来多次举办民众性端午龙舟赛，如今水洞底镇的龙舟健儿走出娄底赛出风采，展示了古镇人民奋发进取的精神，提升了水洞底镇在全国的知名度和美誉度。

2015年，常德柳叶湖，2015“我们的节日·端午·屈原杯”湖南省第二届民众性龙舟赛总决赛，娄底水洞底镇金华队获得季军。

2016年，在湖南永州龙舟大赛总决赛中，涟源水洞底镇撑田代表队在800米直道竞赛中以超出第二名一百多米的成绩夺得此次赛事的冠军。

涟源市水洞底镇天堂村龙舟运动健儿代表娄底在湖南省龙舟大赛上取得了优异的成绩，继而又登上中国最高规格的龙舟竞技舞台——中华龙舟大赛，并取得了全国总决赛第五名的好成绩。