Funde vom Rudolfshof und aus der Ried Mittenwald beweisen, dass das Gemeindegebiet schon in der Jungsteinzeit besiedelt war. Ein ganz besonderes Fundstück wurde 1948 in der Ried Mitterwald entdeckt: Die „Venus von Zillingtal“ ist das Bruchstück eines tönernen Frauenfigürchens aus der späten Linearbandkeramik (um 5.000 vor Christus). Weitere Grab- und Siedlungsfunde aus der Bemaltkeramischen Kultur (Lengyel, 5.000 bis 4.300 vor Christus) wurden im Bereich des awarischen Gräberfeldes ans Tageslicht geholt.

Aus dieser Fundstätte stammt auch der wichtigste Zillingtaler Urzeitfund: 1984 wurde der Schädel eines 35- bis 45-jährigen Mannes ausgegraben. An diesem Schädel wurde eine Drepanation, eine Kopfoperation, entdeckt. Nach den Untersuchungen hat der Mann diese Schädeloperation überlebt. Auf den Sailenäckern wurden 1892 mindestens zwei Steinkistengräber der älteren Urnenfelderkultur (1.200 bis 1.050 v.Chr.) zerstört. Alteisenzeitliche Siedlungsfunde der Hallstattkultur (750 bis 450 vor Christus) stammen aus der Gegend um die Schimmelkapelle.

Ein spätrömisches Gräberfeld aus dem vierten Jahrhundert nach Christus befindet sich nordöstlich des Ortes, in der Ried Nassländer. Ein 1987 unterhalb des awarischen Gräberfeldes ausgegrabenes spätrömisches Gebäude aus dem vierten Jahrhundert wies eine zweiphasige awarische Nachbesiedelung auf.

Von größter Bedeutung für die Geschichte des ganzen Raumes und für die Archäologie Ostösterreichs sind aber die Funde aus der Völkerwanderungszeit bzw. dem Frühmittelalter. Der auf einer Anhöhe westlich des Ortes in der Ried „Herrschaftsbreiten“ gelegene awarische Friedhof mit 797 Gräbern aus der Zeit von 625 bis 800 nach Christus wurde von 1927 bis 1930 und von 1985 bis 1994 komplett ausgegraben. Zu den Gräbern kam eine der wenigen bekannten awarenzeitlichen Siedlungen. Zu den berühmtesten awarischen Funden in Österreich gehören die bronzenen Gürtelbestandteile mit Greifdarstellungen, die auf Zillingtaler Gebiet gefunden wurden. Der Greif – ein Fabeltier mit Pantherkörper, Flügeln und Adlerkopf – wurde 1992 zum Wappentier der Gemeinde gemacht.

Zwischen 1985 und 1994 wurden in Zillingtal unter der Leitung von Falko Daim 586 Gräber eines awarenzeitlichen Gräberfeldes freigelegt. Sie kamen zu den 1927 und 1930 ausgegrabenen 211 Gräbern. Mit insgesamt 797 Gräbern ist das Gräberfeld von Zillingtal das bisher größte awarenzeitliche Gräberfeld in Österreich. Es wurde von der Frühawarenzeit bis in die Spätawarenzeit, von etwa 630/50 bis 800/820 belegt. Etwa 80 % der Gräber enthielten Keramik, meist nur ein Tongefäß. Während der Ausgrabung des Gräberfeldes wurde die Siedlung entdeckt. Sie befindet sich etwa 1000 m südöstlich des Gräberfeldes. 1993 fanden dort Testgrabungen statt und ab 1994 fanden systematische Ausgrabungen statt. Diese wurden 1995 und 1997 fortgesetzt. Dabei wurden Reste einer awarenzeitlichen und einer römerzeitlichen Siedlung, Teile einer römischen Villa mit awarenzeitlichen Störungen und awarenzeitliche Eisenschmelzöfen freigelegt. Die awarenzeitlichen Siedlungsobjekte umfassen 14 Gruben sowie die Löcher eines Pfostenbaues, vielleicht ein Pferch oder Wohnabau. Im Bereich der römischen Villa fanden sich Pfostenlöcher. Ob die baulichen Reste der Villa genützt wurden lässt sich nicht nachweisen. Es scheint keine Kontinuität in der Nutzung zu geben. Die Archäologen unterscheiden fünf Phasen auf Grundlage des Keramikmaterials wobei die Siedlung erst ab der mittleren Awarenzeit benützt wurde. Die Untersuchung der Tierknochen belegt, dass die Siedlung bäuerlich war. Rinder, Schweine, Schafe und Ziegen wurden gehalten. In der Frühphase waren Schwineknochen stärker vertreten. In den Siedlungsabfällen fanden sich auch Knochen von Neugeborenen und Föten, aber auch die Knochen zweier erwachsener Männer. Es gab wahrscheinlich auch Ackerbau. Eisenverhüttung und die Erzeugung von Eisengeräten sind bezeugt, die Keramik wurde ebenfalls vor Ort erzeugt (handgeformte Keramik und langsam gedrehte Keramik). Langsam gedrehte Keramik wurde häufiger in Männergräbern nachgewiesen.

Erstmals schriftlich erwähnt wird eine Siedlung „Pomog“ in einer Urkunde des Jahres 1271 (Marktbeschreibung von Steinbrunn). Wahrscheinlich war diese spätere Wüstung eine Grenzwächtersiedlung, die sich in den Händen der kleinadeligen Familie Byk befand. Ob dieser Ort mit Zillingtal gleichzusetzen ist oder ein kleines Dorf zwischen Steinbrunn und Zillingtal war, ist nicht endgültig geklärt. Der deutsche Ortsname „Cylygenthal“ (Cäciliental) scheint erstmals in einer Urkunde des Jahres 1301 auf. Das Raaber Domkapitel bestätigte, dass Peter, Mutari de Cylingental genannt, auf ein Jahr für 26 Mark das Dorf an den Grafen Michael, Sohn des Simon von Mattersdorf, übergab.

1320 wurde das Dorf „Pomogh“ den Mattersburger Grafen übergeben. In einer Urkunde von 1435 wird „Ciligenthal“ als alter Besitz der Forchtensteiner ausgewiesen. König Sigismund übergab die Güter Trausdorf, Krensdorf, Hirm, Zillingtal, Schattendorf und Alrams an die Grafen Paul und Wilhelm von Forchtenstein. Bis 1740 blieb Zillingtal im Verband der Herrschaft Forchtenstein.

Das älteste Urbar, in dem Zillingtal verzeichnet ist, stammt aus den Jahren 1498 bis 1506 und weist den Ort als verödet aus, wahrscheinlich eine Folge der Kriege zwischen den Habsburgern und Matthias Corvinus bzw. der spätmittelalterlichen Agrarkrise.

Die Verwüstung machte eine Neubestiftung mit Kroaten erforderlich. Zillingtal wurde eine kroatische Mehrheitsgemeinde. Im Bocskai-Aufstand 1605, im Betlenkrieg 1619/20 und im Türkenzug von 1683 wurde das Dorf erneut schwer getroffen. Das Dorf und die Kirche wurden 1683 zerstört.

Nach dem Urbar von 1569 hatte Zillingtal 20 ganze, 1 Dreiviertel-, 8 halbe Lehen und 7 Hofstätten sowie 20 Neustiftler als Hofstättler in der Größe von Einviertellehen und 3 Graslehen. Ehemalige Hofstätten wurden zu Hofkrautgärten zu je einem Tagwerk umgewandelt, auf die die Neustiftler gesetzt wurden. Weispriach ließ einen Großgarten bei 13 Tagwerk einfassen. Der Meierhof war früher ein gut gebauter Großmeierhof, 1569 aber nur von einem Schafler mit 300 Schafen bewohnt. Zum Meierhof gehörten 2 ganze, 3 Dreiviertel-, 38 halbe, 8 Viertellehen, 7 Hofstätten, 1 Badstube und 1 Mühle.

1589 gab es 19 ganze, 1 Dreiviertel-, 15 halbe Lehen und 6 Hofstätten. Ein ganzes Lehen umfasste 34 Joch Acker und Wiesen. Neu gestiftet waren 20 Viertellehen, 15 Hofstätten. Der Meierhof war baufällig und wurde nicht bewirtschaftet. Die Meierhofgründe und die Hofwiesen waren verpachtet. 12 Tage Robot waren zu leisten und 30 Eimer Bannwein mussten ausgeschenkt werden. Getreide- und Weinzehent wurden von den zwei besten Höfen genommen.

1675 gab es 12 ganze, 5 Dreiviertel-, 41 halbe, 16 Viertel-, 1 Achtel-, 1 Dreiachtel-, 1 Fünfachtelsessionen, 14 alte Kleinhäusl und 14 Kleinhäusl - Neustiftler. den Meierhof und den Pfarrhof. Die Meierei war mit Stallungen ausgestattet, die 120 Joch Acker wurden von den Müllendorfern, den Wulkaprodersdorfern und Zillingtalern bebaut. Dazu gehörten 12 Joch Wiesen und 35 Joch Fischteiche am Mitterperg, die von Müllendorfern und Wulkaprodersdorfern besorgt wurden, weiters 3 Joch Weingarten und 80 Tagwerk Wiesen.

Bürgermeister war 1919/20 Johann Krueß, gefolgt von Thomas Tometits 1921/22. 1923/24 war Karl Csarmann Gemeindeverwaltungskommissar. Der Vater von Kruesz war 1911-1914 Bürgermeister. Johann Kruesz wurde nach dem Ende der Räteherrschaft zum Bürgermeister gewählt. Da er sehr romagyarisch war musste er das Amt abgeben. Kruesz war ein sehr antionalbewusster Kroate und beteiligte sich 1922 an der Gründung der "Kroatischen christlich-sozialen Partei", für die er 1923 kandidierte. 1925/26 wurde Krueß wieder Bürgermeister und 1927 bis 1931 Csarmann. 1934 bis 1938 war wieder Krueß Bürgermeister. Nach der Niedrlage der Kroatenpartei trat er zur Christlichsozialen Partei über und erhielt ein Landtagsmandat zugesichert. Krueß (Kruesz) wurde 1927 in den Landtag gewählt und blieb bis 1938 Abgeordneter. In dieser Zeit war er auch Kammerrat der Landwirtschaftskammer. In den Landtag des Ständestaates saß er als Vertreter der kroatischen Volksgruppe und war für einige Jahre auch Obmann der Landwirtschaftskrankenkasse. 1938 legte er alle Ämter zurück. In nationalsozialistischer Zeit waren Johann Bauer 1938/39 und Friedrich Jernits bis 1945 Bürgermeister.

Am Ostersonntag 1945 wurde ein Haus durch eine Bombe zerstört, vier weitere beschädigt. Während der kampflosen Besetzung brannte ein Haus ab. Die Russen besetzten den Meierhof, den Rudolfshof und die meisten Häuser im Dorf. Es folgten die üblichen Plünderungen und Übergriffe. Zusätzlich zu den Besatzungstruppen hielten sich etwa 3000 "Rückwanderer" im Dorf auf und mussten verpflegt werden. Die Russen trieben 400 - 500 Rinder auf die Weiden und in die Saaten. Auch die Schule und der Kindergarten waren von der Besatzungsmacht belegt.

Erste Bürgermeister nach dem Krieg waren von 1945 bis 1962 Franz Kutsolits und ab 1962 Friedrich Kutsolits. Johann Wild war 1949 bis 1953 Landtagsabgeordneter der ÖVP. Der Wiederaufbau ging nur langsam vor sich. Die ersten Arbeiten nach dem Krieg galten der Regulierung des Baches und der Asphaltierung der Ortsstraße. 1956 konnte mit dem Bau der Wasserleitung begonnen werden.

In wirtschaftlicher Hinsicht spielte der Weinbau keine Rolle mehr. 1951 gab es noch 169 landwirtschaftliche Betriebe, davon hatten aber 85 unter 2 ha Grundbesitz, waren also auf Nebenerwerb angewiesen. 23 Betriebe hatten 2 bis 5 ha, 30 Betriebe 5 bis 10 ha, 22 Betriebe 10 bis 20 ha und 6 Betriebe 20 bis 50 ha. Ein Betrieb war größer. Es wurden auf über 122 ha relativ viele Zuckerrüben angebaut sowie nahezu 5 ha Tabak. Nach der Grundentlastung waren zwei Urbarialgemeinschaften entstanden, eine der Sessionalisten und eine für die 274 ha Wald. Es gab zwei Großbetriebe: die Esterhazy-Besitzung mit 295 ha war 1960 verpachtet. Der zweite Großbetrieb gehörte der Firma Hartig und Rottermann (Hirmer Zuckerfabrik).

Das Gewerbe und das Handwerk waren in Zillingtal unbedeutend. Es gab 1956 nur die üblichen kleinen Betriebe zur Versorgung der Dorfbevölkerung, zwei Bäckereien, zwei Fleischereien , einige Kleidermacher und vier Greißler.

Nach der parteipolitischen Struktur dominierten schon 1923 die Sozialdemokraten mit 298 Wählern gegenüber 197 der Christlichsozialen. 1931 gab es eine leichte Verschiebung zugunsten der Christlichsozialen. Die Kroatenpartei erhielt trotz der bedeutenden Rolle von Johann Kruesz nur 5 Stimmen. Nach dem Zweiten Weltkrieg blieb die SPÖ in der Mehrheit (1950: 225 SPÖ, 187 ÖVP; 1954 erhielt die KPÖ 52 Stimmen). Langzeitbürgermeister war von 1945 bis 1962 Franz Kutsilits, unter dem die wichtigsten Infrastrukturmaßnahmen gesetzt wurden. Johann Fellinger saß bereits im Gemeinderat der zusammengelegten Gemeinden Steinbrunn- Zillingtal. Nach der Gemeindetrennung wurde er 1992 Bürgermeister von Zillingtal. 2017 wurde er mit 54,01 % der Stimmen erneut gewählt. Im Gemeinderat hat die SPÖ 8, die ÖVP 7 Madate. Zeitweise erlangten auch FPÖ und Bürgerlisten ein Gemeinderatsmandat.

Die Mutterpfarre war im Mittelalter zunächst Kleinfrauenhaid. Von ihr löste sich 1299 Pöttsching mit Zillingtal ab. Im 14. und 15. Jahrhundert wurde Zillingtal selbständig, war also schon im Mittelalter Pfarre. In der Zeit der Reformation blieb das Dorf katholisch. Als erster Pfarrer ist ein Michael Steinschütz1592 bis 1596 belegt, der vom Klosterrat nicht besonders vorteilhaft beurteilt wurde. 1597 war die Pfarre unbesetzt. Die Pfarre mit 40 Bauern und 20 Hofstättler besaß 30 Joch Grund und 3 Tagwerk Wiesen., die Pfarrkirche (Zeche) 5 Weingärten in Zillingtal, Kleinhöflein und Mattersburg sowie 30 Joch Grund und 5 Tagwerk Wiesen. Andreas Kolch, Kirchenvater oder Zechmeister, bewirtschaftete sie. 1641 war die Kirche, die einen steinernen Turm hatte, sehr verwahrlost. Nach dem Visitationsbericht war sie sehr alt und stammte noch aus romanischer Zeit. 1659 erfolgte eine Totlrestaurierung. 1669 war Nikolaus Zidich Pfarrer, ab 1671 Lukas Krusich. 1683 wurde die Kirche völlig verwüstet. Unter Pfarrer Gludobovacs 1684 bis 1709 wurden die Mauern mit einem neuen Gewölbe eingedeckt. 1713 besaß die Kirche vier Weingärten mit 40 Pfund, 32 1/2 Joch Äcker und eine Wiese. AnBargeld besaß sie 20 Gulden, 630 Gulden hatte sie ausgeborgt. Die Gemeinde zählte 650 Seelen. 1713 wohnte der Pfarrer Georg Domsich in einem miserablen Pfarrhof. Er hatte zwei Weingärten mit 18 Pfund und 30 Joch Grund. Über 9 Tage hatte er das Schankrecht im Gemeindegasthaus. 1715 wurde der Pfarrhof repariert und die Kirche neu gestaltet, 1747 der Turm gebaut. Pfarrer waren im 18. Jahrhundert Georg Schimatovics und Johann Krueß, der auch Dechant wurde. 1768 übersiedelten die Augustinerinnen von Eisenstadt vorübergehend bis 1769 in den Meierhof in Zillingtal. Unter Kruess wurde die Schule gebaut. In seinem Alter unterstützten ihn frühere Ordensleute als Kapläne. Der neue Pfarrer Martin Basilius Gorgosilits war ein ehemaliger Paulinermönch. 1859 wurde unter Pfarrer Anton Palkovits ein neuer Pfarrhof errichtet und 1861 die Kirche genralsaniert. 1876 bis 1933 war Stephan Grabarich Pfarrer, ab 1915 Dekan des Dechanates Mattersburg. 1892 wurde die Kirche erneut renoviert. Nach der Russenzeit, in der die Kirche als Stall diente, wurde 1958 unter Pfarrer Thomas Kuzmich erneut eine Generalsanierung erforderlich. Ein gebürtiger Zillingtaler war Chrisostomos Kruesz, Erzabt der Benediktiner des Stiftes Martinsberg (Pannonhalma).

1604 wurde die Schule im Bocskai-Aufstand niedergebrannt und war 1641 noch nicht wieder aufgebaut. 1651 gab es ein beengtes Schulhaus, in dem der Prodersdorfer Kroate Nikolaus Valach unterrichtete. Unter Lehrer Paul Holbierth (1783-1828) wurde die Schule anscheinend zweiklassig geführt, da sein Sohn Josef als "Ludirector" bezeichnet wird. Auch unter Johann Schubrick (1828 - 1882) wirkte dessen Sohn als "subdocens". 1858 wurde ein einstöckiges Schulhaus gebaut.

• 1785 hatte das Dorf 864 Einwohner
• 1828: 1019
• 1843: 957
• 1863: 1050
• 1880: 732
• 1900: 969
• 1920: 1000
• 1923: 1014
• 1934: 919
• 1946: 716
• 1951: 699
• 1961: 632
  
  Auch in den 1960er und 1970er Jahren sank die Einwohnerzahl weiterhin.
  
  
• 1981: 584 Einwohner. Seither steigt die Einwohnerzahl deutlich ...
• 1991: 615
• 2001: 850
• 2011: 935
• 2020: 961

Die Auswanderung war nur gering. Die Arbeitswanderung ging zum Braunkohlenbergbau und in die Zuckerfabriken in Hirm und Siegendorf. Nach 1945 arbeiteten Zillingtaler im Kohlenbergbau in Grünbach am Schneeberg.

Das Dorf blieb bis in die jüngste Zeit mehrheitlich kroatisch. 1900 lebten 713 Kroaten, 99 Deutsche und 139 Magyaren im Dorf. 1923, nach dem Anschluss an Österreich, 795 Kroaten, 101 Deutsche und 106 Magyaren. 1961 wurden 392 Kroaten und 191 Deutsche gezählt. Nach der Konfession waren nahezu alle Einwohner katholisch. 1890 lebten 13 Juden im Dorf, die 1920 bereits alle abgewandert waren.

1951 waren noch 244 Personen in der Landwirtschaft und 129 in Industrie und Gewerbe beschäftigt und nur wenige in anderen Wirtschaftsbereichen. In den 1970er und 1980er Jahren vollzog sich die Entagrarisierung, so wie auch in den anderen Dörfern. 2011 waren nur mehr 6 Personen in der Landwirtschaft beschäftigt, 118 im sekundären Sektor, hingegen schon 345 im tertiären Sektor, davon 78 im Handel und 146 in persönlichen, sozialen und öffentlichen Diensten. Die Zahl der Arbeitsstätten im Dorf stieg zwar zwischen 2001 und 2011 auf 43, zumeist waren es aber Kleinstbetriebe. Nur 10 Betriebe hatten einen Beschäftigten, 6 Betrieb3e 2-4 und 2 Betriebe 5 bis 9 Beschäftigte. Im Jahr 2020 waren 415 Personen Auspendler, davon 220 nach Wien und Niederösterreich.