光緒年間（1875-1908），張家灣屬東鄉(xiāng)4方新打洪內(nèi)一個集鎮(zhèn)。
宣統(tǒng)年間（1908-1912）屬第七區(qū)轄。
1912~1929年張家灣屬第七區(qū)呂梁驛轄。
1930年張家灣屬第六區(qū)呂梁驛轄。
1936年張家灣屬第六區(qū)呂梁驛轄，稱張家灣鎮(zhèn)。
1941年實行新縣制，張家灣屬金華鄉(xiāng)轄，鄉(xiāng)公所設在張家灣。
1948年7月張家灣解放，隸屬王伙區(qū)轄。
1949年5月區(qū)政府由王伙遷入張家灣，同年9月成立張灣區(qū)，區(qū)政府設張灣老河街花行，屬襄陽縣轄。
1951年8月，區(qū)公所駐張灣街毛家大院。
1953年9月，區(qū)以序數(shù)排列，張灣區(qū)改稱第一區(qū)，屬襄陽縣轄。
1954年區(qū)由序數(shù)排列改為以區(qū)公所駐地命名，第一區(qū)復稱張灣區(qū)，屬襄陽縣轄。
1958年撤區(qū)建社張灣更名為油坊鄉(xiāng)（國營衛(wèi)星農(nóng)場）。
1959年撤鄉(xiāng)，實行政社合一，油坊鄉(xiāng)改稱張灣人民公社，屬襄陽縣轄。
1960年10月公社機關遷駐張灣馬車站。
1961年8月張灣公社改稱張灣區(qū)，屬襄陽縣轄。
1975年，張灣區(qū)改稱張灣公社，屬襄陽縣轄。
1983年政府機關遷駐金華路7號。
1984年3月，設區(qū)（鎮(zhèn)）建鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），張灣公社改稱張灣鎮(zhèn)。
1997年，政府機關遷駐航空路120號。
2001年12月，撤銷襄陽縣，成立襄陽區(qū)，張灣鎮(zhèn)屬襄陽區(qū)轄。
2010年11月7日，撤銷張灣鎮(zhèn)建制，分設張灣街道辦事處和劉集街道辦事處。
2010年12月，襄樊市襄陽區(qū)更名為襄陽市襄州區(qū)，張灣鎮(zhèn)屬襄陽市襄州區(qū)轄。