铁西区的历史可以追溯到迄今为止有3000年的商代。

在汉魏至两晋十六国时期（公元206年-420年）属扶余国地，南北朝至唐初为高句丽境地。

唐中叶以后属渤海王国扶余府的扶州，辽代属东京道通州，金归咸平路韩州，元属开元路。

明属辽东都司北境，清属内蒙古哲里木盟，后划归昌图厅。

清代属内蒙古哲里木盟，后划归昌图厅。

清道光元年（1821年），昌图厅于买卖街（今梨树镇）设分防照磨属，辖铁西区境地。

清光绪四年（1878年）始设奉化县，县下设九社。其中新恩社辖今四平市区的大部村社。新恩社治所设在四平街（今昌图县老四平）。

清光绪三十一年（1905年）九月，日俄战争结束，沙俄战败。日本帝国主义从沙俄手中接管南满支线，并将沙俄时代“铁路租借地”改为“满铁附属地”，并由日本人掌管“附属地”内一切行政、经济、街政建设、土地、房屋建筑、文教卫生、税收等事务的管理权。四平至此实行一地两治。

民国五年（1916年）三月，交通部东北交通委员会四郑铁路局在四平街设置“北站”，直接管理北站地方的户籍、民事、建筑、公安事宜，不受“附属地”及梨树县辖治。

民国十一年（1922年）此地设立四平街村（隶属梨树二区）。

民国二十年（1931年）“九一八”事变后，“北站”地立行政权被“满铁四平街地方事务所”取而代之。

民国二十六年（1937年）12月1日，四平街道东、道里行政权合一，信满州国国务院指令设立“四平街市”，日本人古馆尚也首任四平街市市长。四平街从此与梨树县脱离隶属关系，直接隶属奉天省。

民国三十年（1941年）7月1日，伪满洲国（1940年6月24日令）肢解东北为19省。其中奉天省部分县肢解出来，建置伪四平省。伪四平省公署设在原四洮铁路局办公楼（今四平市爱龄奇医院内）。伪四平省领四平市、公主岭市、通阳县、梨树县、双辽县、东丰县、怀德县、长岭县。

民国三十四年（1945年）“八一五”日本投降，伪四平省撤销。

民国三十四年（1945年）11月5日在四平组成了辽北省自治政府。省政府主席阎宝航，副主席栗又文。辽北省政府下辖辽源（辽源、双辽、长岭等县）、西安、怀德（怀德、梨树等县）3个专署、四平市及13个县政府。

民国三十五年（1946年）1月10日，国民党辽北省政府在四平成立，省主席刘翰东。辽北省下辖四平市、通辽、双辽、梨树、早图、开原、西丰、东丰、北丰、海龙、长岭、科尔沁左翼前、中、后旗、科尔沁右翼前、中、后旗、库伦旗、扎鲁特旗1市10县8旗。四平市曾为中共、国民党两个辽北省府驻地。

民国三十七年（1948年）3月13日中共解放四平，国民党辽北省政府垮台。

1949年5月中共辽北省撤销，四平隶属辽西省。

1954年7月7日，东北行政委员会撤销辽西省，8月，四平市划归吉林省管辖。

1958年10月起，吉林省设四平专（地）区，四平市归四平地区管辖。

1983年8月，国务院批准撤销四平地区，组建新的四平市（地级市），实行市领导县的新体制。

1983年9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，铁西区位于四平市西侧，故此称为铁西（通称道里）。铁西区是市委、市政府所在地，全市政治、文化、商业、科技教育中心。