تاريخ المتلوي يعود إلى عصور ما قبل التاريخ وإلى الغرب من المدينة، في منطقة زراعية السقدود نجد آثار ما قبل التاريخ مع وجود عـــــــــــدد لا يحصى من الآثار المغليثية بير الحمارة وبير الحمايرية وGourbata وتتميز أيضا من خلال وجود آثار للشعوب القبصية وتبقى الاثار البونية موجودة في شكل حصون التي بنيت لأسباب أمنية على قمم الجبال. و داخل جبال الثالجة توجد آثار رومانية ،و بالتحديد في منطقة المخيفية، وكذلك الليمس و الجدران الدفاعية الرومانية التي تمر من منطقة الشبيكة إلى جنوب المتلوي. شهد عصر القرون الوسطى وصول العرب : الهمامة تحديدا في سهل سيدي بوزيد وأولاد بويحي في موقعهم الحالي في منطقة المتلوي.

عندما وصل الفرنسيون في هذه الأجزاء، وجدوا السكان يمارسون الزراعة والرعي. وقد شهدت المدينة تنمية قوية تحت الحماية الفرنسية، مع اكتشاف الفسفاط في عام 1885، على بعد بضعة كيلومترات عند سفح جبل الثالجة أول مرة من قبل “فيليب توماس”. بدأ الاستغلال الصناعي في عام 1896 مع الامتياز الممنوح لشركة الفسفاط والسكك الحديدية ووقع تشييد خط السكة الحديد بين صفاقس والمتلوي (250 كم) لنقل الخام إلى الميناء حيث يتم تصديرها أو تصنيعها محليا. و لحدّ هذا اليوم، يتمّ إستخراج الفسفاط في ثمانية مراكز منجمية و مركز المتلوي هو الرئيسي. وعلاوة على ذلك، فإن معظم مرافق شركة الفسفاط هي المتلوي مع توجهات الإنتاج والصيانة والبحوث والمشتريات وغيرها من الكيانات المرتبطة مباشرة بنشاط الإنتاج.