장계면은 삼국시대에는 백제의 영역으로 백해군의 관할구역에 속했으며, 통일신라 이후 757년(경덕왕 16년)에 군현의 명칭 변경에 따라 백해군을 벽계군으로 개칭하여, 장계면은 벽계군의 관할 구역에 있었다. 940년(고려 태조 23년)에 벽계군이 벽계현으로 격하됐고, 995년(고려 성종 14년)에 벽계현이 장계현으로 개칭되었으며 근세 조선 1417년(태종 14년)에 장계현이 장수현에 병합될 때까지 장계면은 현청(동헌) 소재지(노평들)로서 교통과 문물이 발달하였다.
근세 조선 말엽 이전에는 부·군·현내에 방을 두었으나 편의상 구역을 확정하는데 불과했다. 이 시기에 장계면은 임현내방으로 부르다 뒤에 노평(현청 소재지) 동쪽을 계동방 또는 임동방, 서쪽을 계서방 또는 임서방으로 불렀다. 근세 조선 1895년(고종 32년)에 23부, 331군을 두는 지방관제 개정에 따라 방을 면으로 고치면서 임현내면으로 고쳐 불렀다. 1917년 면제 공포로 임현내면을 계내면으로 개칭하게 되었다. 이때부터 면은 말단행정기구의 중요 역할을 했다.
그 당시 장계천 이남(현 장계리, 동남동<동평들>과 남산마을)은 계남면에 속했으나, 그 뒤부터 동남동(동평들)은 장계리에, 남산마을은 삼봉리에 편입되어 장계시장을 형성하게 되었고, 면세가 대폭 확장되었다. 장계면은 태백간(소백산맥)이 남으로 힘차게 뻗다가 남덕유산을 이루는 데 그 발치에 두문봉, 추락봉, 노고봉, 백화산 등 형제봉들이 정답게 둘러싸여 있는 오목한 넓은 분지에 한들이 끝없이 펼쳐져 있다. 이렇듯 산간부에서는 보기 힘든 넓은 한들에서 생산되는 곡식을 자급자족은 물론 외화 획득의 주산물이 되기도 한다.
장계면의 지형은 동으로는 육십령과 경계를 이루어 경남 함양군 서상면과 접해있고, 남으로는 동평들을 흐르는 실개천이 경계가 되어 계남면과 접해있고, 서로는 산정수동하는 동정대재와 경계를 이루어 천천면과 접해있고, 북으로는 깁재와 경계를 이루어 계북면과 인접해 있다.
또한 덕유산에서 발원한 장계천과 장안산에서 발원한 유천이 장계면 한들의 젖줄 역할을 하며 천천면으로 굽이쳐 흐른다, 또한 장계면 중심부를 관통하여 동(경남), 서(전주)로 연결되는 26번 국도와 남(남원), 북(무주)으로 연결되는 19번 국도는 면의 중심지인 장계리에 십자로를 형성하고 있어 동부산악권의 교통 요충지가 되고 있다.
또한 1993년 11월 1일 계내면을 장계면으로 개칭하여 오늘에 이르고 있다.

충절의 표상인 의암 주논개님, 백장선생의 생활유흔처로 절개와 의리·전통예절을 존중하는 충절이 빛나는 고장이며, 논개생가, 남덕유산, 장안산 군립공원의 수려한 백두대간 주능 등 풍부한 관광자원과 장수목장 추진으로 테마가 있는 관광명소로 급부상하고 있으며, 대전↔통영, 익산↔장수 2개의 고속도로와 19호, 26호선 국도의 교차 등 사통오달의 교통요충지로서 대도시 접근성이 뛰어나고 기업유치 호조건, 개발 잠재력 상존, 행정수요 다양화, 사회단체활동이 활발한 장계리를 중심으로 한 도시형 농촌지역이다