Cái Vồn vốn là tên một ngôi chợ thuộc thôn Mỹ Thuận, tổng An Trường, huyện Vĩnh An, tỉnh An Giang dưới thời Nguyễn. Cái Vồn còn được gọi là Cái Nhồn, theo cách gọi người miền Tây.

Năm 1932, Cái Vồn trở thành tên một quận thuộc tỉnh Cần Thơ dưới thời Pháp thuộc, do đổi tên từ quận Trà Ôn trước đó.

Năm 1957, quận Bình Minh thuộc tỉnh Vĩnh Long được thành lập theo Nghị định số 10-BNV-NC-NĐ của chính quyền Việt Nam Cộng hòa, quận lỵ đặt tại Cái Vồn, về mặt hành chính thuộc xã Mỹ Thuận.

Sau năm 1975, Cái Vồn là thị trấn huyện lỵ huyện Bình Minh, được thành lập do tách đất từ xã Thành Lợi (ấp Thành Phước thuộc khu vực phà Hậu Giang tức phường Thành Phước ngày nay và khóm 2-3-4 phường Cái Vồn ngày nay) và một phần nhỏ xã Mỹ Thuận (ấp Mỹ Thới thuộc khu vực quận lỵ trước đây, tức khóm 1 phường Cái Vồn ngày nay).

Ngày 17 tháng 9 năm 2010, Bộ Xây dựng ban hành Quyết định 844/QĐ-BXD về việc công nhận thị trấn Cái Vồn là đô thị loại IV.[3]

Ngày 28 tháng 12 năm 2012, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 89/NQ-CP[1]. Theo đó:

• Chuyển huyện Bình Minh thành thị xã Bình Minh
• Thành lập phường Cái Vồn trên cơ sở điều chỉnh 175,53 ha diện tích tự nhiên, 14.523 người của thị trấn Cái Vồn và 43,62 ha diện tích tự nhiên, 3.852 người của xã Thuận An
• Thành lập phường Thành Phước trên cơ sở điều chỉnh 359,93 ha diện tích tự nhiên và 13.703 người còn lại của thị trấn Cái Vồn.

Sau khi thành lập, phường Cái Vồn có 219,15 ha diện tích tự nhiên và 18.375 người.