Phần lớn địa bàn thị trấn Diêm Điền hiện nay trước đây là hai xã Thụy Lương và Thụy Hà thuộc huyện Thái Thụy.

Diêm Điền vốn là tên một thôn thuộc xã Thụy Hà (ngoài Diêm Điền còn có các thôn Mai Diêm, Ngoại Trình, Nghĩa Chỉ), huyện Thụy Anh (sau này sáp nhập với huyện Thái Ninh thành Thái Thụy), tỉnh Thái Bình.

Trong những năm 60, 70 và 80, người Diêm Điền chủ yếu làm các nghề vận tải đường sông, đánh bắt cá, các nghề thủ công mỹ nghệ (may mặc, thêu ren, dệt chiếu và thảm...), nông nghiệp và buôn bán.

Ngày 25 tháng 6 năm 1986, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 75-HĐBT[4] thành lập thị trấn Diêm Điền trên cơ sở 40,81 ha diện tích tự nhiên và 3.373 người của xã Thụy Lương; 107,61 ha diện tích tự nhiên và 6.049 người của xã Thụy Hà, 29,31 ha diện tích tự nhiên và 892 người của xã Thụy Hải. Đồng thời, tách 276,67 ha diện tích tự nhiên và 1.909 người của xã Thuỵ Lương để sáp nhập vào xã Thuỵ Hà.

Sau khi thành lập, thị trấn Diêm Điền có diện tích 177,73 ha với 10.314 người. Xã Thuỵ Hà có diện tích 627 ha và 3.946 người. Xã Thuỵ Lương có diện tích 347 ha và 3.919 người.

Ngày 13 tháng 4 năm 2018, Bộ Xây dựng ban hành Quyết định số 487/QĐ-BXD công nhận thị trấn Diêm Điền mở rộng(gồm thị trấn Diêm Điền và 9 xã: Thụy Trình, Thụy Lương, Thụy Hà, Thụy Hải, Thụy Liên, Thái Thượng, Thái Nguyên, Thái An, Thái Hòa) là đô thị loại IV.

Trước khi sáp nhập, thị trấn Diêm Điền có diện tích 2,20 km², dân số là 11.163 người, mật độ dân số đạt 5.074 người/km². Xã Thụy Hà có diện tích 7,09 km², dân số là 6.080 người, mật độ dân số đạt 858 người/km². Xã Thụy Lương có diện tích 3,53 km², dân số là 4.927 người, mật độ dân số đạt 1.396 người/km².

Ngày 11 tháng 2 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 892/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Thái Bình (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 3 năm 2020)[3]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của hai xã Thụy Lương và Thụy Hà vào thị trấn Diêm Điền.

Sau khi sáp nhập, thị trấn Diêm Điền có diện tích 12,82 km², dân số là 22.170 người.