人類が鉄を発見したのは隕石によってとされており、ニッケルを多く含むものは鍛造が可能であった[26]。古代エジプトで紀元前3000年頃に製作された隕石製とみられる鉄環首飾りが発見されている[26]。メソポタミアでは紀元前3300年から紀元前3000年ごろのウルク遺跡から鉄片が見つかっている。カマン・カレホユック遺跡やアラジャホユック遺跡、紀元前20–18世紀ごろのアッシリア人の遺跡からも当時の鍛鉄が見つかっている。

また、地球上で自然界に存在する鉄は酸化しているため還元する必要があった[26]。紀元前1700年頃のヒッタイトではバッチ式の炉を用いた鉄鉱石の還元とその加熱鍛造という高度な製鉄技術により鉄器文化を築いたとされる[26]。トロイ戦争でのヒッタイトの敗北により製鉄技術はヨーロッパ全土に広がった[26]。

しかし、鉄は錆びて土に還ってしまうため古代の歴史的な遺物で鉄製のものはあまり残っていない[26]。「鉄器時代#鉄器の発明と伝播」も参照
ヨーロッパ
中世

ヨーロッパでは14世紀になっても鉄の生産は鍛造で行われていた[26]。鉄の鋳造は14世紀以降にようやく行われるようになった[26]。鉄の鋳造技術は中国で発明されたといわれているがヨーロッパに伝わらなかった原因は当時の鉄がチルと呼ばれる硬くて脆い鋳鉄だったためともいわれている[26]。ヨーロッパでは産業革命がある18世紀まで鋳鉄は硬くて脆いものとされていたため鍛造の鉄が重宝された[26]。
近世

鉄を生産しているところでは森林破壊が深刻で、16世紀に鉄の生産が増加したイギリスでは、17世紀には鉄生産のための森林破壊が深刻となって木炭が枯渇し始め、製鉄の中心地だったウィールドでは17世紀末になると生産量が盛時だった17世紀前半の半分以下まで落ち込み、18世紀半ばには10分の1まで減少した。18世紀後半にはダービーでコークスを使った精錬が始まる。コークスは石炭を蒸し焼きにしたもので、不純物が少なく鉄の精錬に使うことができ、火力も強かった。コークスの発明により木材資源の心配がなくなり、鉄の生産量も増加した。
中国

青銅の鋳造技術はメソポタミアにはあったが、鉄の鋳造技術は紀元前7世紀頃の中国で開発された[26]。鉄の鋳造は可能となったものの、それは黒鉛を含有しないチルと呼ばれる硬くて脆い鋳鉄だった[26]。紀元前470年頃にはそれを約900?1000度の酸化鉄内で3日間加熱して白心可鍛鋳鉄にする技術があったという研究もある（歴史的には1772年にフランスのルネ・レオミュールが発明したとされている）[26]。

チンギス・ハーンらの宮殿や歴代皇帝の霊廟とされるモンゴルのアウラガ遺跡から出土した棒状鉄材の化学分析や顕微鏡観察の結果、硫黄の含有量 0.52%、銅のそれ 0.45%と非常に高く、中国山東省の金嶺鎮鉱山の鉄鉱石に近いことがわかった。モンゴル内地に鉄産地はほとんどなく、鉄の供給源として重視した可能性があるという[27]。
日本
古代・中世前期

青銅器と鉄器とは紀元前3世紀ごろ、ほぼ同時期に日本へ伝来し、朝鮮半島より輸入され国内へ広まったと考えられていた。

赤井手遺跡（福岡）の鉄工房跡から紀元前10世紀頃の鉄素材が出土。

曲り田遺跡（福岡）で紀元前4世紀の鍛造の板状の鉄器が出土。

舟木遺跡（淡路）で紀元前3世紀の鍛治工房4棟が発掘されている。　

青銅および青銅器は紀元前1世紀ごろより日本で作られるようになった。

鉄器製作は、弥生時代後期後半（1–3世紀）ごろより開始された（北部九州のカラカミ遺跡（壱岐市）や備後の小丸遺跡（三原市））。朝鮮半島で製鉄した鉄素材を入手し鍛鉄を行ったが、製鉄もこの頃より始まったとする研究もある。

6世紀には、出雲地方や吉備で、製鉄が広く行われるようになった。鞴（ふいご）を使い、製鉄炉の作り方は、朝鮮半島からの導入と推定されている[28]。当初の原料は主に鉄鉱石を採掘した。ただし採掘地は限られ、産量も豊富ではなく[29]、その後も、朝鮮半島から鉄素材の入手を続けた。総社市の千引かなくろ谷遺跡は6世紀後半の製鉄炉跡4基、製鉄窯跡3基が見つかっている。

日本の製鉄法はある時期以降は「たたら」と呼ばれる特徴ある鋼塊炉（bloomery）を用い、砂鉄（国内各地で採れ、鉄の含有量も高い）を原料とする直接製鉄法[30]を用いるようになリ、国内各地で安定して自給生産可能となった。

古代、中世においては露天式の野だたら法が頻繁に行われていたが、16世紀中葉より全天候型で送風量を増加した永代たたら法に発展した。この古代以来の日本独自のたたら製鉄法では、玉鋼や包丁鉄といった複数の鉄が同時に得られるために、それがのちの日本刀を生み出す礎となった。

出雲は古代より一貫して日本全国に鉄を供給し、現在でも出雲地方にその文化の名残が認められ、日立金属などの高級特殊鋼メーカーへと変貌を遂げている。

養老律令の規定では、鉄や銅の採取活動に関しては官による採取が優先されるものの、民間による採取を否定したものではなかった（雑令国内条）。これは中国の唐令の規定をそのまま日本に導入したものと考えられる（ただし、中国では宋に入ると民間による採取を禁じる方針に変更されていくことになる）。また、生産に関しても蝦夷と近接する東辺・北辺での鉄の生産を規制する規定は存在していた（関市令弓箭条）が、他に規制の存在をうかがわせる史料は見つかっていない。また、調として鉄や鍬の貢納が指定されていたり、国司が武器や鉄器の原料として民間との間で鉄の交易を図っていたことを示す正税帳の記述もあり、国家による徴収・再分配・放出とは別に民間における鉄のある程度の生産・流通が存在し、王臣家や中小生産者など幅広い層が担っていた。律令国家においては所謂「官営工房」が生産・流通を支配していたとする「官営工房」論が存在しているが、当時の文献や古記録からは国家による鉄や鉄製品の生産・流通の独占管理が行われていた事を示すものは無く、（価格の問題はあるものの）一般に対価さえ支払えば鉄や鉄器の購入が可能であったと考えるのが適切である[31]。

農具が鉄器で作られるようになると、農地の開拓が進んだ。しかし中世初期は鉄は非常に貴重であり、鉄製の農機具は一般農民には私有できず公の持ちものであり、公の農地を耕し、朝借りてきて夕方には洗って返すことになっていた。私有地の耕作には鉄の農機具を使うことができず、生産量が劣った。すなわち、中世の日本の貴族は鉄の所有権を通して遠隔地にある荘園を管理した[32]。

11世紀ごろより鉄の生産量が増えると、鉄が安価に供給されるようになった。個人が鉄の農機具を持つことができるようになると、新たな農地の開墾が進んだ。
中世後期・近世暦応5年（1342年）鋳物師の認可状巻末官営八幡製鉄所

戦国時代にあった日本では、1550年代ごろに銃器の生産が普及した。鉄の技術者は鍛冶師、鋳物師と呼ばれた。また、永代たたらの普及により生産量が爆発的に増加したため、生産性の観点から歩止まりのいい砂鉄が採れる中国地方や九州地方への産地の集中が進むこととなった。

当時、鉄の精錬には木炭が使われた（ただし、宋代以降の中国においては石炭の利用が始まる）。日本の森林は再生能力に優れ、幸いにも森林資源に枯渇することがなかった。豊富な砂鉄にも恵まれており、鉄の生産量と加工技術では世界で抜きん出た存在になった。

中世後期から江戸時代にかけて、刀剣は輸出商品として長崎から輸出された。輸出先は中国やヨーロッパである。今日でもヨーロッパ各地の博物館で当時の貴族たちが収集した日本刀を見ることができる。明は一貫して日本との交易を禁じる政策をとってきたが、鄭若曽の『籌海図編』には倭寇が好んだもの（倭好）として「鉄鍋」が挙げられ、謝杰の『虔台倭纂』には「鉄鍋重大物一鍋価至一両銭、重古者千文価至四両、小鍋曁開元永楽銭二銭、及新銭不尚也」（上巻「倭利」）として記し、日本人が小鍋でも永楽銭2銭を出して手に入れようとしたことが記されている。これについて、太田弘毅は16世紀に西日本、特に倭寇とのつながりが強い瀬戸内海沿岸や九州に新興の日本刀産地が発生していることを指摘し、戦国時代に増大する日本刀需要（軍事的、あるいは密輸出用として）を賄うために中国から鉄鍋などの中古の鉄を獲得したと論じる[33]。