古代时属齐郡昌国县。
清朝雍正十二年（1734年）后，属益都县仁智乡。
民国十七年（1928年），废乡置区，属益都县第四区。
民国三十四年（1945年）后，益都县第四区亦划入淄川县；沣水镇的20自然村同属淄川县崔军区。
1950年3月，崔军区改称第十区。
1954年9月，沣水镇划归张周市。
1955年4月，成立淄博市，撤销淄川县和张周市，原淄川县第十区划归张店区，第十区的8乡（沣水、昌城、张赵、高庄、炳旭、官庄、瓦村、旦村）与南定、商家、湖田、焦宋4乡，由新建的沣水办事处管辖。
1956年2月，张店区沣水办事处划归淄川区；同年10月，撤销办事处，将沣水、高庄、炳旭、旦村、南定5乡合并为沣水（大）乡，张赵、昌城、商家湖田、焦宋5乡，合并为湖田（大）乡。
1958年9月，成立公社，沣水（大）乡及湖田（大）乡的原商家、张赵、昌城3乡，划归沣水公社。
1965年5月，沣水公社划归张店区。
1983年5月，政社分开，改为沣水乡。
1984年5月改为沣水镇。
2020年4月，淄博市调整优化部分功能区管理范围，沣水镇划归淄博经济开发区管辖。