Đến cuối năm 2018, xã Thúy Sơn có diện tích 31,14 km2, dân số là 8.779 người, mâth độ dân số đạt 282 người/km2.

Ngày 16 tháng 10 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội thông qua Nghị quyết số 786/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Thanh Hóa. Theo đó, sáp nhập toàn bộ 0,86 km2 diện tích tự nhiên và 2.110 người của các thôn Xuân Sơn, Ngọc Sơn thuộc xã Thúy Sơn vào thị trấn Ngọc Lặc.