Sau năm 1954, xã Cẩm Vân thuộc huyện Cẩm Thủy.

Năm 1964, xã Cẩm Vân tách thành hai xã Cẩm Vân và Cẩm Yên. Xã Cẩm Vân sau khi chia tách gồm có 8 xóm: Tiên Lăng, Tường Yên, Quan Phác, Vân Trai, Cát Khánh, Vân Long, Quan Bằng và Cẩm Thành.[3].

Cuối năm 2018, xã Cẩm Vân có diện tích 17,39 km², dân số là 7.734 người.

Ngày 16 tháng 10 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 786/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Thanh Hóa (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 12 năm 2019)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ 2,43 km² và 994 người của thôn Phác Lê, xã Cẩm Vân vào xã Cẩm Tân.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Cẩm Vân còn lại 14,96 km² diện tích và 6.740 người.