Địa bàn thị trấn Cành Nàng hiện nay trước đây vốn là hai xã Lâm Xa và Tân Lập thuộc huyện Bá Thước.

Ngày 23 tháng 8 năm 1994, Chính phủ ban hành Nghị định số 92-CP. Theo đó, thành lập thị trấn Cành Nàng trên cơ sở tách một phần diện tích tự nhiên và dân số của xã Lâm Xa.[1][6]

Đến năm 2018, thị trấn Cành Nàng có diện tích 0,83 km², dân số là 3.437 người, mật độ dân số đạt 4.141 người/km². Xã Lâm Xa có diện tích 11,16 km², dân số là 3.647 người, mật độ dân số đạt 327 người/km². Xã Tân Lập có diện tích 13,23 km², dân số là 2.586 người, mật độ dân số đạt 190 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 các xã Lâm Xa và Tân Lập vào thị trấn Cành Nàng.