1904年5月，由
台南王雪農、陳鴻鳴、蘇有志等
募集資金，創辦台南製糖株式會社，1906年5月開始營運。1909年10月，由
台灣製糖株式會社承繼，因善化地名舊稱“灣里街”而改稱灣里製糖所。建廠初期的壓榨
甘蔗量為每日180公噸，於1928年擴建第二工場，壓榨甘蔗能力增至1,000公噸。1945年台灣光復，由台灣糖業監理委員會第二分會接管。1946年改稱台灣糖業公司第二分公司灣里糖廠。1950年7月，改隸屬於台灣糖業公司總爺總廠。1959年3月，自
溪州糖廠遷裝日壓1,500公噸壓榨設備，壓榨量提高至日壓3,000公噸。更新壓榨設備2列各1,700公噸，每日壓榨甘蔗量提高至3,400公噸。
灣里糖廠，於1961年7月更名為善化糖廠。善化糖廠於1990年11月兼并永康糖廠及
麻豆糖廠，麻豆工場繼續製糖作業。於1992年10月兼并
玉井糖廠。1994年7月麻豆工場停壓佳里糖廠接管。1995年7月玉井工場停壓，廠區由善化糖廠接管。1998年7月1日佳里糖廠
裁撤，由善化糖廠接管。於2003年7月併入
仁德糖廠及
新營糖廠。善化糖廠於2004年舉行慶祝建廠一百周年活動。