张家楼镇境域在民国时期属胶县第七区。

1949年建立张家楼区。

1949年7月改为第三区。

1951年将藏马县第四区所辖的大山张、野鸡口划入，共辖51个村。

1955年第三区复称张家楼区。

1958年3月撤区划乡，把张家楼区划分为张家楼、河头两个乡。

1958年9月，张家楼乡、河头乡合并成立胜利公社，后改为张家楼公社。

1984年行政区划改革，张家楼公社改为张家楼乡。

1993年改为张家楼镇。

2001年2月，撤销寨里镇，将大泮、崔家滩、秋七园等22个村庄划入，共辖63个行政村。