Địa bàn thị trấn Cổ Lễ hiện nay trước đây vốn là xã Trực Nghĩa.

Ngày 27 tháng 3 năm 1978, sáp nhập hai xã Trực Chính và xã Trực Nghĩa thành xã Chính Nghĩa.

Ngày 10 tháng 1 năm 1984, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 02-HĐBT chia xã Chính Nghĩa thành thị trấn Cổ Lễ (địa bàn xã Trực Nghĩa cũ) và xã Trực Chính.[1]

Sau khi thành lập, thị trấn Cổ Lễ là huyện lỵ huyện Nam Ninh, tỉnh Hà Nam Ninh.

Sau khi huyện Trực Ninh được tái lập, thị trấn Cổ Lễ trở thành huyện lỵ huyện Trực Ninh như hiện nay.