Địa bàn thị trấn Nham Biền hiện nay trước đây vốn là thị trấn Neo và 2 xã: Thắng Cương, Nham Sơn thuộc huyện Yên Dũng.

Xã Nham Sơn được thành lập vào ngày 23 tháng 4 năm 1958 trên cơ sở tách một phần diện tích và dân số của xã Quang Trung cũ[4]. Đến năm 1965, xã Quang Trung đổi tên thành xã Thắng Cương.[5]

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, Chính phủ ban hành Nghị định số 103-CP. Theo đó, thành lập thị trấn Neo, thị trấn huyện lỵ huyện Yên Dũng trên cơ sở thôn Tân An của xã Cảnh Thụy, thôn Phấn Lôi của xã Nham Sơn và thôn Bến Đám của xã Tân Liễu.[1]

Sau khi thành lập, thị trấn Neo có 421,75 ha diện tích tự nhiên và 4.886 người. Xã Nham Sơn còn lại 1.138,14 ha diện tích tự nhiên và 5.189 người.

Đến năm 2018, thị trấn Neo có diện tích 5,80 km², dân số là 6.274 người, mật độ dân số đạt 1.082 người/km². Xã Nham Sơn có diện tích 10,98 km², dân số là 5.588 người, mật độ dân số đạt 509 người/km² có bốn thôn: Đông Hương, Minh Phượng, Kem, Phương Sơn. Xã Thắng Cương có diện tích 5,18 km², dân số là 2.358 người, mật độ dân số đạt 455 người/km², có 5 thôn: Phấn Lôi, Tân Cương, Thắng Cương, Thắng Lợi Thượng, Thắng Lợi Hạ.

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 813/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Bắc Giang (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 1 năm 2020)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của thị trấn Neo và các xã Thắng Cương, Nham Sơn để thành lập thị trấn Nham Biền.