古代時屬齊郡昌國縣。
清朝雍正十二年（1734年）后，屬益都縣仁智鄉(xiāng)。
民國十七年（1928年），廢鄉(xiāng)置區(qū)，屬益都縣第四區(qū)。
民國三十四年（1945年）后，益都縣第四區(qū)亦劃入淄川縣；灃水鎮(zhèn)的20自然村同屬淄川縣崔軍區(qū)。
1950年3月，崔軍區(qū)改稱第十區(qū)。
1954年9月，灃水鎮(zhèn)劃歸張周市。
1955年4月，成立淄博市，撤銷淄川縣和張周市，原淄川縣第十區(qū)劃歸張店區(qū)，第十區(qū)的8鄉(xiāng)（灃水、昌城、張趙、高莊、炳旭、官莊、瓦村、旦村）與南定、商家、湖田、焦宋4鄉(xiāng)，由新建的灃水辦事處管轄。
1956年2月，張店區(qū)灃水辦事處劃歸淄川區(qū)；同年10月，撤銷辦事處，將灃水、高莊、炳旭、旦村、南定5鄉(xiāng)合并為灃水（大）鄉(xiāng)，張趙、昌城、商家湖田、焦宋5鄉(xiāng)，合并為湖田（大）鄉(xiāng)。
1958年9月，成立公社，灃水（大）鄉(xiāng)及湖田（大）鄉(xiāng)的原商家、張趙、昌城3鄉(xiāng)，劃歸灃水公社。
1965年5月，灃水公社劃歸張店區(qū)。
1983年5月，政社分開，改為灃水鄉(xiāng)。
1984年5月改為灃水鎮(zhèn)。
2020年4月，淄博市調(diào)整優(yōu)化部分功能區(qū)管理范圍，灃水鎮(zhèn)劃歸淄博經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管轄。