镇因政府驻羊里村而得名。明《嘉靖莱芜县志》记载，西乡羊里保始建村在明朝之前。因此地为西晋名将羊祜之封地，故名羊里。境内春秋时为赢邑，秦时设赢县。

属羊里、仪封、王石、中荣、辛兴、大下、山口保。

民国初年属寨里、水北、雪野、鲁西4区。

1942年10月属莱芜（北）县羊里区。

1945年，撤销羊里区，归水北、鲁西、口镇、雪野、香山区所辖。

1946年4月设仪封区。

1951年改称第三区。

1955年10月复称仪封区。

1958年3月改称羊里乡，同年10月改称羊里公社。

1960年4月，撤销羊里公社，所辖大队分别划归口镇、寨里、大王庄3个公社。

1964年5月恢复羊里公社，辖羊里、王石、辛兴、址坊4个管理区。

1984年4月，改称羊里办事处，辖羊里、址坊、王石、辛兴乡，52个行政村。

1985年10月，改称羊里镇，辖52个行政村、50个自然村。

1997年，面积75.5平方千米，人口5.8万人，辖4个管理区，羊里、西魏庄、响水河、黑虎泉、西土屋、中土屋、东土屋、东温石、西温石、址坊、红岭子、东魏庄、泉子沟、孟家洼、院上、孙官庄、北傅家庄、郭王石、梁王石、杨王前、杨王后、阎王石、孙王石、王王石、陈王石、玄王石、北三官庙、北陈家庄、仓上、营子、朱家庄、城子县、西留、北贸、东留、仪封、大增家庄、小增家庄、李家中荣、郝家中荣、孟家中荣、王家中荣、辛兴西北、辛兴东南、辛兴东北、辛兴西南、东辛庄子、戴庄、南魏庄、雪嬴、贾家洼子、仪封洼52个行政村，50个自然村。2002年，面积75.5平方千米，人口58429人，辖5个管理区，52个行政村，50个自然村。