Пановка была основана до 1710 года.

Первые упоминания территории, на которой возникла Пановка, относятся к 1561–1562 годам — в писцовой книге Дмитрия Кикина зафиксирована чувашская деревня Малые Шигалеевы. Ранее, в конце XIV - начале XV века, на этом месте стояли деревни Чувашской даруги - Большая Сия и Меньшая (Малая) Сия. В начале 1600-ых годов Чувашская даруга была переименована в Зюрейскую.

К началу XVII века часть земель перешла к служилым татарам и ясачным чувашам; деревня стала называться Малые Шигали. К концу XVII века местность пришла в запустение, получив название Пустошь Сия по одноименной речке Малая Сия, которая впадала в соседнюю речку Большая Сия (другое название - Шигалейка; совр. речка Сеинка).

Русская деревня Пановка впервые упоминается в Ландратской переписи 1716 года под двойным названием — Шигалки Пановка тож: к 1710 году здесь уже существовало несколько крестьянских дворов, принадлежавших роду Зизеевых, а также подьячему Фадееву и архиерейской вотчине.

В 1774 году, после строительства первой деревянной Знаменской церкви, статус поселения был повышен до села. В XVIII веке село стало многовладельческим, но во второй половине столетия земли постепенно консолидировались в руках помещиков Тарбеевых (Федор Алексеевич с сыновьями Петром и Николаем), давших селу альтернативное название — Пановка Тарбеева. В 1770-ых годах Петр Тарбеев перевел сюда крестьян из своих вотчин других губерний, значительно укрупнив село.

С 1781 года Пановка входила в Лаишевский уезд. В 1791 году Николай Тарбеев продал имение купцу А. Ростовцеву, а в 1804 году оно перешло к тобольскому дворянину Николаю Гавриловичу Евсевьеву, чья семья владела селом 114 лет — до 1918 года. Евсевьевы превратили барский дом Тарбеевых в родовую усадьбу, а их вклад в развитие региона отмечен строительством каменной церкви Николая Чудотворца (1809), церковно-приходской школы, больницы, мельницы, торговых лавок и хозяйственных служб.

В начале XIX века (1813-1815) часть крестьян Пановки была выселена помещиками Матюниными в новое сельцо Новоселок, расположенное рядом. Позднее Новоселок стал деревней, часть которой получила название Евсевьева Корчма. Предположительно, здесь был постоялый двор Мамадышского торгового тракта.

Не позднее 1870 года Пановка стала центром Пановской волости.

В XVIII–XIX веках в Пановке действовали поташный завод и винокурня. В 1845 году открылась церковно-приходская школа, реорганизованная в 1868 году в земское училище. При училище работали ремесленные мастерские, обучавшие токарному делу, резьбе по дереву и производству саней. Усилиями Марии Павловны Евсевьевой при церкви была создана богадельня для сирот.

Во второй половине XIX века врач Ф.И. Грацинский основал в Пановке земскую больницу. Одним из врачей в ней служил В.К. Меньшиков, сын священника Пановской церкви, в будущем – доктор медицины, профессор, заслуженный деятель науки ТАССР.

После 1917 года Евсевьевы покинули село, а их имение национализировали. В 1930 году в Пановке создали колхоз «1 мая», а в 1935-м на базе ликвидированного совхоза разместили исправительно-трудовую колонию №3. В 1936 году обе церкви были закрыты, их помещения использовались под склад.

С начала 2000-х годов началось возрождение культурного наследия. Благодаря усилиям меценатов и местных жителей, в 2007 году возобновились богослужения в церкви Николая Чудотворца, а в 2025-м — в Знаменской. Усадебный дом Евсевьевых в советские годы занимали школа, администрация колонии, позже - банк. В 2023 году был создан Фонд «Усадьбы Евсеевых», который занимается возрождением усадебного комплекса, культурной и просветительской деятельностью.

— Усадьба Евсеевых (начало 1770-х гг.) — памятник архитектуры, отражающий жизнь провинциального дворянства.

— Знаменская церковь (1774) и Никольская церковь (1809) — объекты архитектурного наследия, восстановленные в XXI веке усилиями частных благотворителей.

— Пановский надгробный камень XVI века — памятник эпиграфики федерального значения.

— Столпы-часовни в Пановке и Новоселке (XVIII–XIX вв.).

— Родник Бельник — природная достопримечательность, сохранившая местное почитание.

Сегодня Пановка сочетает черты исторического поселения и современного села, сохраняя связь с прошлым через архитектуру, традиции и память о выдающихся жителях — от дворян до деятелей науки и культуры XX века.