泥城镇是由长江和钱塘江水夹带的泥沙长期冲积而成，开垦时间距今约170年，开垦时为防海潮侵袭，筑有四方如城的泥圩，故名“泥城”。
清雍正四年（1726年），南汇建县时，泥城地区的西北部开始有人栖居生息。
清嘉庆十五年（1810年），泥城地区属南汇县下沙盐场团地管辖的一团下三甲。
清宣统元年（1909年），南汇县实行城、镇、乡自治，保、团建置改为乡、镇建置，泥城地区未建乡、镇，隶属大团乡。
民国十六年（1927年），南汇县实行区自治制，泥城仍未建乡，隶属南汇县第八区（大团区）管辖。
民国十八8年（1929年），泥城建乡。隶属于南汇县大团区。
民国二十三年（1934年），南汇改闾邻制为保甲制，同时对原区乡（镇）重新划并，泥城地区境内有中心乡、北城乡、南城乡，3个乡隶属于南汇县第八区。
民国三十四年（1945年），中心乡改为泥城乡。
民国三十五年（1946年）2月，南汇县又重划乡镇，再编保甲，原泥城地区境内的泥城、南城、北城3个乡划并为泥城乡，隶属关系不变。
民国三十六年（1947年）春，南汇县撤区并乡，重编保甲，泥城乡隶属南汇县管辖。
1949年5月，南汇县解放，泥城乡隶属南汇县第六乡镇联合办事处。
1950年初，南汇县重划区、乡，撤销乡镇联合办事处建制，境内的泥城乡、苏桥乡、兴隆乡均隶属于大团区。
1950年8月，南汇县设立泥城区，隶属南汇县，全区辖11个乡。今泥城镇区域为泥城乡的全部，苏桥乡、兴隆乡的大部和汇茂、塘石、北窑乡的一部分。
1957年7月，南汇县撤区并乡，撤销泥城区建立泥城大乡，隶属南汇县，原泥城小乡隶属泥城大乡。
1958年9月，实行政社合一，改泥城大乡为泥城人民公社，隶属关系不变。
1984年2月，撤销泥城人民公社建制，建立泥城乡，隶属关系不变。
1994年7月，撤销泥城乡建制，建立泥城镇，实行镇管村体制，从属关系不变。
2001年7月，南汇撤县建区，泥城镇隶属于南汇区。
2002年6月，南汇区撤并镇，原泥城镇、彭镇镇建制撤销，建立新的泥城镇，隶属关系不变。
