《天工开物》一书在崇祯十年初版发行后，很快就引起了学术界和刻书界的注意。明末方以智《物理小识》较早地引用了《天工开物》的有关论述。还在明代末年，就有人刻了第二版，准备刊行。
大约17世纪末年，它就传到了日本，日本学术界对它的引用一直没有间断过，早在1771年就出版了一个汉籍和刻本，之后又刻印了多种版本。
19世纪30年代，有人把它摘译成了法文之后，不同文版的摘译本便在欧洲流行开来，对欧洲的社会生产和科学研究都产生过许多重要的影响。如1837年时，法国汉学家儒莲把《授时通考》的“蚕桑篇”，《天工开物·乃服》的蚕桑部分译成了法文，并以《蚕桑辑要》的书名刊载出去，马上就轰动了整个欧洲，当年就译成了意大利文和德文，分别在都灵、斯图加特和杜宾根出版，第二年又转译成了英文和俄文。当时欧洲的蚕桑技术已有了一定发展，但因防治疾病的经验不足等而引起了生丝之大量减产。《天工开物》和《授时通考》则为之提供了一整套关于养蚕、防治蚕病的完整经验，对欧洲蚕业产生了很大的影响。著名生物学家达尔文亦阅读了儒莲的译著，并称之为权威性著作。他还把中国养蚕技术中的有关内容作为人工选择、生物进化的一个重要例证。
据不完全统计，截至1989年止，《天工开物》一书在全世界发行了16个版本，印刷了38次之多。其中，国内（包括大陆和台湾）发行11版，印刷17次；日本发行了4版，印刷20次；欧美发行1版，印刷1次。这些国外的版本包括两个汉籍和刻本，两个日文全译本，以及两个英文本。
而法文、德文、俄文、意大利文等的摘译本尚未统计入内。《天工开物》一书在一些地方长时期畅销不滞，这在古代科技著作中并不是经常看到的。
《天工开物》出版后，很快便在福建由书商杨素卿于清初刊行第二版。
公元1725年，进士陈梦雷受命组织编撰，蒋廷锡等人续编的官刻大型著作《古今图书集成》在食货、考工等典中有很多地方取自《天工开物》，在引用时对《天工开物》中的“北虏”等反清字样改为“北边”。
公元1742年，翰林院掌院学士张廷玉（1672―1755）任总裁的大型官修农书《授时通考》，在第20、23、26等卷中，都引用了《天工开物》中《乃粒》《粹精》等章。
18世纪后半叶，乾隆设四库馆修《四库全书》时，在江西进献书籍中，发现宋应星的哥哥宋应升的《方玉堂全集》、宋应星友人陈弘绪等人的一些著作有反清思想，因此《四库全书》没有收入宋应星的《天工开物》。乾隆以后，也再没有人刊刻此书，因此《天工开物》在清代没有进一步流通。
公元1840年，著名学者吴其浚在《滇南矿厂图略》关于采矿冶金方面的叙述中，参考了《天工开物》。公元1848年，吴其浚的《植物名实图考》谷类等部分有很多地方引用了《天工开物》的《乃粒》章。
公元1870年，刘岳云（1849―1919）的《格物中法》中，几乎把《天工开物》中的所有主要内容都逐条摘出，还进行了评论和注释，他是中国第一个用近代科学眼光研究《天工开物》的人。
公元1877年，岑毓英（1829―1889）撰修的《云南通志》的食货矿政部分也详细引用了《天工开物·五金》章关于铜、银等金属冶炼技术的叙述。
公元1899年，直隶候补道卫杰写的《蚕桑萃编》有不少部分引用了《天工开物》中的《乃服》《彰施》等章。
公元17世纪末，《天工开物》传入日本。
公元1694年，日本著名本草学家见原益轩（1630―1714）在《花谱》和公元1704年成书的《菜谱》二书的参考书目中列举了《天工开物》，这是日本提到《天工开物》的最早文字记载。
公元1771年，日本书商柏原屋佐兵卫（即菅王堂主人），发行了刻本《天工开物》，这是《天工开物》在日本的第一个翻刻本，也是第一个外国刻本。从此，《天工开物》成为日本江户时代（1608―1868）各界广为重视的读物，刺激了18世纪时日本哲学界和经济界，兴起了“开物之学”。
公元1952年，日本京都大学人文科学研究所中国科技史研究班的学者们将《天工开物》全文译成现代日本语，并加译注、校注及标点，至今畅销。
18世纪，《天工开物》传到朝鲜。
1783年，朝鲜李朝（1392―1910）著名作家和思想家朴趾源（1737―1805）完成的游记《热河日记》中向朝鲜读者推荐了《天工开物》。
1830年，法国著名汉学教授儒莲（1797―1873）首次把《天工开物·丹青》章关于银朱的部分译成法文，题为《论中国的银朱》。译自中文并摘自名为《天工开物》的技术百科全书，发表于《新亚洲报》第5卷中。
1832年，儒莲的法文译本又转译为英文，刊发于《孟加拉亚洲文会报》卷一中。1847年，儒莲的另一篇法文译文《铜合金·白铜·锣钲》（译自《天工开物·五金》章），在译成英文后又被译成德文刊于德国《应用化学杂志》卷41。1837年―1840年，儒莲在《桑蚕辑要》一书中引用的《天工开物》论桑蚕部分被摘译为意、德、英、俄等欧洲语。
英国著名生物学家达尔文（1809―1882）在读了儒莲翻译的《天工开物》中论桑蚕部分的译本后，把它称之为“权威著作。”达尔文在他的《动物和植物在家养下的变异》（1868）卷一谈到养蚕时写道：“关于中国古代养蚕的情况，见于儒莲的权威著作。”他把中国古代养蚕技术措施作为论证人工选择和人工变异的例证之一。
1869年，儒莲和法国化学家商毕昂把《天工开物》有关工业各章的法文摘译，集中收入在《中华帝国工业之今昔》一书中，在巴黎出版。
1964年，德国学者蒂路，把《天工开物》前4章《乃粒》《乃服》《彰施》及《粹精》译成德文并加了注释，题目是：《宋应星著前四章》。
1966年，美国宾夕法尼亚大学的任以都博士将《天工开物》全文译成了英文，并加了译注，题为《宋应星著，17世纪中国的技术书》，在伦敦和宾夕法尼亚两地同时出版。这是《天工开物》的第一个欧洲文全译本。
目前，宋应星的《天工开物》已经成为世界科学经典著作在各国流传，并受到高度评价。如法国的儒莲把《天工开物》称为“技术百科全书”，英国的达尔文称之为“权威著作”。本世纪以来，日本学者三枝博音称此书是“中国有代表性的技术书”，英国科学史家李约瑟博士把《天工开物》称为“中国的阿格里科拉”和 “中国的狄德罗——宋应星写作的17世纪早期的重要工业技术著作”。