Trước đây, Thanh Vinh là một thôn thuộc xã Thanh Hà, huyện Thanh Ba.

Ngày 1 tháng 4 năm 2003, Chính phủ ban hành Nghị định 32/2003/NĐ-CP[1]. Theo đó, chuyển thôn Thanh Vinh thuộc xã Thanh Hà, huyện Thanh Ba về thị xã Phú Thọ quản lý và thành lập xã Thanh Vinh thuộc thị xã Phú Thọ trên cơ sở toàn bộ 413,91 ha diện tích tự nhiên, 3.178 người của thôn Thanh Vinh.

Ngày 23 tháng 7 năm 2013 Chính phủ ban hành Nghị quyết 88/NQ-CP[2]. Theo đó, thành lập phường Thanh Vinh trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của xã Thanh Vinh.

Sau khi thành lập, phường Thanh Vinh có 423,13 ha diện tích tự nhiên, dân số là 9.075 người.