相传，桐花沟旧址是一条长400余米、深30余米的呈东西纵向大沟。沟内遍长紫藤，架满两岸，花开时芳香四溢，经日不绝。藤花形似圆锥形，花色紫蓝，可欣赏，可食用。明洪武年间，卫姓移民于此，立户成村，称“藤花架沟”。清代康熙初年，东轵城村赵姓迁住“藤花架沟”。约康熙年中期，黄姓落户，住地叫“黄湾”。清乾隆年，西轵城村郑姓移民于此，叫“郑窑院”。建国后，三村合一，统称“藤花沟”，后因“藤”“桐”谐音，始更名“桐花沟”。1954年12月，桐花沟、卫沟、黄龙庙等三村组成高级农业生产合作社。1958年，轵城人民公社成立，三村分离，桐花沟大队独立。
桐花沟位于轵城镇政府驻地西南2公里处的半丘岭地带。东至济（济源市）坡（坡头镇）公路，西依焦枝铁路，南与卫沟（行政村）相连，北和西轵城搭界。5个居民组，150户，705口人，耕地面积680余亩。
1980年，桐花沟村集体搬迁，结束窑洞历史，住进宽敞明亮、整齐划一的土木结构排子房。时济源县广播站采访报道，广泛宣传，成为全县一大新闻，参观人员络绎不绝。1999年，桐花沟村第二次规划住宅，历经4年，建成坐北向南、混砖结构的两层楼房。村容村貌改观，冰箱、空调、电视机等家用电器遍及农户。
1991年，桐花沟村加快经济发展步伐。村民纷纷建起养猪场，从事养殖50余户，年出栏生猪少则上百，多达千余。1992年，村办鸡场建成，鸡舍90余间，存栏蛋鸡3万余只，日产蛋量为1700公斤，成为济源市孵化与养殖为一体的最大养鸡场。桐花沟村经济跨上新的台阶，多次受到轵城镇党委政府表彰。
2003年，桐花沟投资数万元，硬化村里东、西两条大街及移民路2300余米，建篮球场、文化广场、小游园，安装健身器材，丰富了村民文化生活。2007年，采取自筹资金和政府补贴的方式，建筑面积为360平方米的村委办公楼，并开设了卫生所、党员活动室，成为轵城镇“文明村”。
2014年，桐花沟村获济源市“人均收入增速最快奖”。村民私家车拥有率达90%以上，农户城区拥有商品房占50%以上。桐花沟人的幸福生活蒸蒸日上。
桐花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。