Địa bàn xã Hòa Xuân Nam trước đây vốn là một phần xã Hòa Xuân thuộc huyện Tuy Hòa.

Ngày 30 tháng 12 năm 1993, tách thôn Vũng Rô thuộc xã Đại Lãnh, huyện Vạn Ninh, tỉnh Khánh Hòa để sáp nhập vào xã Hòa Xuân (nay thuộc địa bàn xã Hòa Xuân Nam).[4]

Ngày 27 tháng 8 năm 1994, chia xã Hòa Xuân thành 3 xã Hòa Xuân Đông, Hòa Xuân Tây và Hòa Xuân Nam.[1]

Năm 2005, chia huyện Tuy Hòa thành 2 huyện Đông Hòa và Tây Hòa.[5] Xã Hòa Xuân Nam thuộc huyện Đông Hòa.

Ngày 1 tháng 6 năm 2020, thành lập thị xã Đông Hòa trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của huyện Đông Hòa[6]. Xã Hòa Xuân Nam thuộc thị xã Đông Hòa như hiện nay.