Trước đây, Hồi Xuân là một xã thuộc huyện Quan Hóa.

Ngày 5 tháng 1 năm 1987, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 4-HĐBT[1]. Theo đó, thành lập thị trấn Quan Hóa, thị trấn huyện lỵ huyện Quan Hóa trên cơ sở 138,31 ha diện tích tự nhiên và 2.700 người của xã Hồi Xuân.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Hồi Xuân còn lại 7.406,69 ha diện tích tự nhiên và 3.178 người.

Đến năm 2018, xã Hồi Xuân có diện tích 68,89 km², dân số là 3.456 người, mật độ dân số đạt 50 người/km². Thị trấn Quan Hóa có diện tích 3,92 km², dân số là 3.758 người, mật độ dân số đạt 959 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)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của xã Hồi Xuân và thị trấn Quan Hóa để thành lập thị trấn Hồi Xuân.