自宋至清，運河以南屬仁和縣，民國后屬杭縣，運河以北屬德清縣。

1946年，調(diào)整鄉(xiāng)鎮(zhèn)建制，杭縣設(shè)臨平、塘棲等7鎮(zhèn)。

1950年5月，原屬德清縣城關(guān)區(qū)雙溪鄉(xiāng)三村劃歸杭縣。

塘棲一直為縣直屬鎮(zhèn)。

1958年杭縣建制撤銷，杭州市塘棲區(qū)政府置此，后稱杭州市塘棲人民公社，曾屬半山聯(lián)社、錢塘聯(lián)社。

1959年下半年塘棲人民公社塘棲管理區(qū)撤銷，恢復(fù)塘棲鎮(zhèn)。

1961年4月屬余杭縣。

1985年12月丁河鄉(xiāng)并入塘棲鎮(zhèn)，塘南鄉(xiāng)西界河行政村、姚家壩行政村的3個自然村（三分、施家灣、六寶）劃至塘棲鎮(zhèn)。

1992年5月撤超山、宏磻、塘南3個鄉(xiāng)并入塘棲鎮(zhèn)。

2005年2月，鎮(zhèn)轄28個行政村、6個社區(qū)，屬余杭區(qū)。

2021年3月杭州市區(qū)劃調(diào)整，屬臨平區(qū)。