清代《峄县志》记载：“旧志峄县三十三里，续增为四十五里，又并为三十里，近者为三十社，而总之以四乡：东曰企彭，南曰坊厢，西曰兰陵，北曰鄫城”。现台儿庄区境时辖其3乡12社中的297个村庄。即企彭乡新河社23个村，金河社25个村，王下社35个村，王上社45个村，侯孟社23个村；坊厢乡坊下社27个村，涧头社37个村，高上社35个村，高下社34个村，马头社4个村，阴平社2个村；兰陵乡斗沟社7个村。另外，西部的20多个村庄时为滕县、铜山县所辖。
1912（民国元年）～1927年，仍袭清朝建置。1928年民国政府废社置区，现台儿庄区境设峄县第五区（驻台儿庄）、第六区（驻涧头集），辖7乡1镇。现兰城店乡东北部时为兰山县第八区所辖，今张山子镇西部为滕县第九区所辖，今侯孟乡及涧头集镇南部为铜山县所辖。
1938年（民国二十七年），现台儿庄区境改设2个区，辖12个乡1个镇。即峄县第八区涧头集乡、草桥乡、实验乡、徐塘乡、侯孟乡、三山乡，第九区兰城店乡、蟠龙乡、板桥乡、兴龙乡及台儿庄镇，峄县第十区的泥沟乡、马兰屯乡。
1941年2月，峄南县抗日民主政府成立，现台儿庄区境内设东区、西区和黄邱区。1944年4月改为峄滕铜邳县，设运河区、旺庄区、黄邱区、马兰屯区。1945年4月改为运河县，设有第二区（驻马兰屯）、第七区（驻黄邱）、第八区（驻涧头集）。1945年10月，设置县级台儿庄镇。1946年6月改属铜山县，现台儿庄区境置有黄邱区、涧头集区。1948年2月成立兰陵县，现台儿庄区境设第一区（驻涧头集）辖9个乡，第四区（驻抗埠）辖11个乡，第五区（驻三付楼）辖10个乡，第十一区（驻台儿庄）辖5个乡，第十二区（驻唐庄）辖10个乡。
1953年9月兰陵县撤销，现台儿庄区境为峄县所辖。时设6个区，45个乡，即：
第十二区：红瓦屋屯乡、大庄子乡、河湾乡；
第十三区：张山子乡、耿山子乡、杨埠乡、杜安乡、大庙乡、泉源乡、徐塘乡、张塘乡、黄滩乡；
第十四区：涧头集乡、核桃园乡、贾桥乡、毛楼乡、旺庄乡、高山乡、薛庄乡、太平桥乡、张楼乡；
第十五区：西关乡、北关乡、越河乡、顺河乡、兴龙乡、斗沟乡；
第十六区：马兰屯乡、抗埠乡、李沟乡、道庄乡、梁庄乡、前程乡、坝子乡；
第十七区：泥沟乡、南洛乡、刘湖乡、黄林乡、夹坊乡、黄口乡、吉庄乡、小集子乡、兰城店乡、枣庄乡、巫山乡。
1956年秋合并区乡后，今台儿庄区境设3区1镇，下辖10个乡。即兰城店区辖兰城店乡、运河乡，领108个村；马兰屯区辖马兰屯乡、泥沟乡，领97个村；涧头集区辖涧头集乡、张山子乡、侯孟乡、大庙乡、于沟乡、薛庄乡，领156个村；台儿庄镇领辖35个街、村。
1957年底撤区并乡，现台儿庄区境内设7乡1镇，即张山子乡、侯孟乡、涧头集乡、薛庄乡、泥沟乡、马兰屯乡、兰城店乡及台儿庄镇。
1958年秋撤销乡镇，成立了台儿庄人民公社、火炬人民公社、前进人民公社。是年12月，火炬人民公社改为涧头集人民公社，前进人民公社改为泥沟人民公社。
1962年6月设置枣庄市台儿庄区。原台儿庄、涧头集、泥沟3个人民公社，划分为10个人民公社，即张山子、侯孟、涧头集、贺窑（1982年10月改为薛庄）、台儿庄、彭楼、马兰屯、泥沟、兰城店、邳庄人民公社，下辖336个生产大队。
1983年5月至1984年4月，先后将10个人民公社改为4镇6乡，即张山子镇、涧头集镇、台儿庄镇、泥沟镇、侯孟乡、薛庄乡、彭楼乡、邳庄乡、兰城店乡、马兰屯乡。同时将生产大队改为行政村。