清朝末期至1948年，吴家堡镇属长清县。
1951年1月，建立济南市郊区办事处，该镇归属于郊四区、郊五区。
1955年6月，郊四区改名为药山区，郊五区改名为玉符区。
1956年3月，郊区办事处改为郊区人民政府，同时药山乡又划分为药山乡和药西乡。
1958年，郊区划入历城县，同时药山乡和药西乡又合并为药山乡。
9月成立西郊人民公社，该镇隶属西郊人民公社。
1960年6月，西郊人民公社划归济南市槐荫人民公社。
1961年7月，现吴家堡镇范围内划分二个公社（吴家堡人民公社、王庄人民公社），复隶历城县管辖。
1968年8月，改为太阳升人民公社。
1972年5月，改名为吴家堡人民公社。
1980年4月，又隶属郊区管辖。
1983年11月，改名为济南市郊区吴家堡办事处。
1985年9月，改为吴家堡镇。
1987年5月，撤郊区隶属济南市槐荫区。
1993年12月，将原属镇东部14个行政村划归槐荫区美里湖办事处，西部12个行政村划归西市场、道德街、振兴街三个办事处管辖。
1995年8月，西部原12个行政村又划归吴家堡镇管辖。
吴家堡镇隶属槐荫区管辖。
2013年11月，撤销吴家堡镇，设立吴家堡街道办事处。