莱芜，春秋为牟国及齐嬴邑、平州邑地。牟国属于鲁国的附庸国，故址在今城东10千米的辛庄镇赵家泉村；嬴邑属于齐国，故址在今城西北羊里镇城子县村；平州邑在莱芜西部。
秦置嬴县（治所在今城子县村），属济北郡。
西汉增置牟县（治所在今赵家泉村），又于牟县东北置莱芜县，因治所设在淄水流域的莱芜谷，故名莱芜，故址在今淄川东南21、5千米的口头乡城子庄。嬴、牟、莱芜三县同属于泰山郡。
北魏时嬴县治所向东迁移至今南文字村。同时撤消设在淄川的莱芜县，其区域北部划入设在淄川的贝丘县，南部分别划入嬴县与牟县。
北齐天宝七年，撤消牟县，并入博平县。
隋代开皇十六年，复置牟城县，大业初年又并入嬴县，从此牟县再未出现。
唐贞观元年（公元627年）撤销嬴县，并入博平县。
唐长安四年（公元704年），于北魏嬴县故城（今南文字村）复置莱芜县。从此，莱芜县治所开始设在今莱芜市境内。
元和十五年又将莱芜县并入乾封县，太和元年复置莱芜县，治所仍在南文字村，属兖州鲁郡。
宋初属兖州鲁郡，继属袭庆府鲁郡。
金代，废除设在今莱城的主管冶炼的莱芜监，于大定十二年将设在南文字村的莱芜县南迁至莱芜监旧址，属泰安州。
清代属泰安州。
1915年属济南道。1925年属泰安道。1928年直属山东省。
1937年后历属第十二行政督察区、第十五行政督察区。
1939年8月，莱芜县民主政府成立，属七县行政联合办事处。
1940年3月，属泰山专署。
1941年，抗日民主政权将莱芜与博山、沂源、新泰的少部分地区合并划为莱芜、莱东、莱南三县，抗战胜利后恢复原貌。
1945年9月恢复原建制，属泰山专署。
建国后，历属泰安专区、济南市、泰安地区。
1983年8月，经国务院批准，撤销莱芜县，改设省辖县级市，由泰安市代管。
1990年8月，设立莱芜市钢城办事处（副县级），为莱芜市人民政府的派出机构，莱芜市、新泰市和沂源县的部分乡镇归其管辖。
1992年11月，经国务院批准，莱芜市由县级市升为地级市，辖莱城、钢城两个区，30个乡镇、办事处。
2018年12月，经国务院批准，撤销地级莱芜市，其所辖区域划归济南管理。设立济南市莱芜区，以原莱芜市莱城区的行政区域为莱芜区行政区域;设立济南市钢城区，以原莱芜市钢城区的行政区域为钢城区的行政区域。
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