Năm 1988, một phần diện tích và dân số của xã Phú Nghiêm được tách ra để thành lập xã Xuân Phú.

Trước khi sáp nhập, xã Phú Nghiêm có diện tích 19,97 km², dân số là 1.153 người, mật độ dân số đạt 58 người/km². Xã Xuân Phú có diện tích 24,46 km², dân số là 1.420 người, mật độ dân số đạt 58 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 Xuân Phú trở lại vào xã Phú Nghiêm.