大红沟原名大横沟，民国年间演变为大红沟。大红沟乡位于天祝藏族自治县西北部磨脐山东麓，东北靠凉州区，西接毛藏乡，南邻哈溪镇，面积298平方千米，乡人民政府驻大红沟村，距县城121千米。辖大红沟、大沟、下西顶、红沟寺、灰条沟、东圈湾、东怀、西顶、马路9个村民委员会，52个村民小组，总人口2518户、11138人，有藏、土、回、蒙古等少数民族3800人，占总人口的34%。

境内海拔在2498～4146米之间，主要大山有磨脐山、冬青顶沿子、神树沟顶等，年均气温4.7℃，年均降水量200毫米左右。耕地面积2.08万亩，主要种植小麦、青稞、油菜籽、洋芋等。2005年粮食总产量316万千克，油籽总产量26万千克。草原面积22.71万亩，主要饲养牦牛、马、犏牛、绒山羊、绵羊等，2005年大小畜存栏3.12万头（只）。森林面积12.84万亩，主要林木有云杉、柏、桦、杨树等；野生动物有鹿、麝、蓝马鸡等；矿产主要有煤；中药材有羌活、秦艽、黄芪、柴胡、大黄等。

2005年，国民生产总值1700万元，农牧民人均纯收入1350元。

乡有各类学校13所，其中初级中学1所，小学8所，村校4所，在校学生1524名，教职工100名；有乡卫生院1所，村卫生所12个，医务人员18名。下西顶冬青顶沿子建有武威市电视差转台。

古迹有明代三角城、红沟寺和百灵寺遗址。

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