铁西区的历史可以追溯到迄今为止有3000年的商代。
铁西区是1983年8月经国务院批准设立的县级行政单位（12月22日经吉林省人民政府批准设立）。
以长沈铁路和市内天桥为界限，位于四平市西侧，故此称为铁西（通称道里）。
2003年，铁西区有5个街道、1个乡：英雄街道、地直街道、站前街道、北沟街道、仁兴街道、平西乡。
2016年9月20日经省政府批准，同意将梨树县的十家堡镇，郭家店镇划归四平市铁西区管辖。
2017年2月15日，经省政府批准，同意将梨树县的孟家岭划归四平市铁西区管辖。
经省政府批准，十家堡、郭家店、孟家岭归铁西区管辖。