明末清初，东轵城赵姓一支迁于西南丘岭。此地沟壑纵横，却水丰草盛，宜为人居。因其土壤色如朱丹，且又沿沟落户，便立村红土沟。之后，家族繁衍，人口增多，村人即择居西、北两沟。清朝中期，任姓由西留养迁入，选址于红土沟村东之丘岭高处，立村任谷嘴。清末民初，陈、石、于、吕、孙、李、原、贺、王等姓氏相继入住，或另立村庄，或融入红土沟，形成现在村落。
红土沟地处轵城镇政府驻地西南5公里的丘岭地带。东与泗涧村罗圪套隔沟相望，西和翟庄村地头相连，南依战天洞，北临卫沟村。11个居民组，分布于王庄、任谷嘴、贾庄、武村、沟南、窑院、西红土沟、南红土沟、北红土沟等9个自然村，335户，1430人，耕地面积2500余亩。
1954年1月，济源县政府调整乡建制。二区成立黄龙庙乡，辖雁门、赵庄、红土沟等3个小乡，乡政府驻红土沟村。时供销社、卫生所已建立，扫盲民校发展成为建制小学，分别在武村、王庄、任谷嘴等3个自然村。是年，长24.8公里的“济坡公路”开通。村民南下洛阳，北到济源，可以车代步，往来自如。
20世纪六十年代，连年干旱。红土沟村中百年老井干涸，沟底数条溪泉断流，遍地水窖成为摆设。人畜用水靠外界输送，庄稼几近绝收，村民饱受了“旱魔”折磨之苦。1970年，“引沁济蟒”大渠贯通，红土沟修入村八干渠9000余米。1973年，填沟造地400余亩。1974年，继自然村支渠配套500米后，又在武村、任谷嘴、王庄等自然村开挖蓄水池3个，共计土方5万立方米，石方8千立方米。从此，红土沟结束了靠天收的历史，亩产从历史上的100余斤，达到最高产量的1000余斤。1975年，红土沟村村架起高低压电线。1977年，投资20万元，建面粉厂，标志着红土沟村由以农为主转型于多种经营。20世纪80年代开始，村民先后种植烟叶，养殖鸡兔，走上了发家致富的道路。2015年，村里退耕还林300亩，发展镇级核桃基地400亩，建成了容纳45户的大型养殖区，年收入达450万余元。
红土沟新农村建设始于1981年，9个自然村，11个居民组陆续迁出土窑，住上楼房，家用电器普及。2008年，借国家村村通、组组通、户户通的发展机遇，红土沟硬化了与周边村庄相连的道路，绿化、净化、美化了大街小巷。同年，建沼气池150余座，荣获济源市“沼气池建设先进村”称号。2010年，摒弃浅井，加固蓄水池，打深水井3眼，建水塔3座，村民吃上了干净、卫生、达标的自来水。2012年，互联网入村，远程教育开通，农民享受起农业科技培训。是年，文体游园、老年活动娱乐中心、垃圾中转站等惠民工程建成，超市扩建，卫生所改造，红土沟人实现了安居乐业的小康生活。
红土沟村附近有济源大明寺、佛山寺大殿、赵衰墓、五龙口、济源黄河三峡等旅游景点，有天坛砚、寺郎腰大葱、济源冬凌草、济源盘砚、济源玉皇李等特产。