Xã Hoằng Sơn được thành lập vào ngày 27 tháng 3 năm 1947[3] trên cơ sở tách ra từ các xã Dương Sơn và Dương Nga.

Tháng 3 năm 1954, theo quyết định của Ủy ban hành chính tỉnh Thanh Hóa, chia xã Hoằng Sơn thành 3 xã: Hoằng Trinh, Hoằng Lương, Hoằng Sơn.

Đến năm 2018, thôn Cổ Bản và thôn Long Thành của xã Hoằng Sơn sáp nhập thành thôn Bản Thành.

Trước khi sáp nhập, xã Hoằng Sơn có diện tích 3,33 km², dân số là 3.343 người, mật độ dân số đạt 1.004 người/km², chia thành 4 thôn: Bản Định, Bản Thành, Cẩm Lũ, Xuân Sơn. Xã Hoằng Lương có diện tích 2,40 km², dân số là 3.212 người, mật độ dân số đạt 1.338 người/km².

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)[1]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của xã Hoằng Lương vào xã Hoằng Sơn.