周铁古属荆邑，秦始皇二十六年（公元前221）荆邑改为阳羡县。
此后，随着县名的更改，周铁先后属义兴郡、义兴县、宜兴县、南兴军、宜兴府、宜兴州、宜兴县、宜兴市。
唐代周铁曾称洞庭乡，后改称洞山乡。
明洪武二年周铁改称周铁桥市。
明洪武三年所设的下邾巡检司和清雍正二年所设的江南太湖右营守备署均设在周铁。
清宣统三年（1911），洞山乡改称周铁乡，下辖洞上区、洞下区36个图，55个村。
1929年周铁由乡改镇，1940年周铁抗日民主政府成立。
1949年4月23日周铁解放，同年5月，周铁镇人民政府成立。
1950年初，芳桥区人民政府由芳桥迁至周铁。
1958年改称湖滨人民公社。
辖区范围为现周铁镇、芳桥镇、新庄街道和万石镇（原周铁区）。
1959年1月起行政区划多次调整，1959年1月，周铁镇并入周铁公社，1964年5月周铁镇从周铁公社划出单独建制。
1986年6月周铁乡并入周铁镇，2000年6月和2004年2月，分水、洋溪两镇先后并入周铁镇。