Trước đây, Thịnh Đán là một xã thuộc huyện Đồng Hỷ.

Ngày 2 tháng 4 năm 1985, Hội đồng Bộ trưởng ban hành quyết định số 102-HĐBT sáp nhập xã Thịnh Đán vào thành phố Thái Nguyên.[3]

Ngày 8 tháng 4 năm 1985, Hội đồng Bộ trưởng ra Quyết định số 109-HĐBT thành lập phường Tân Thịnh trên cơ sở một phần diện tích và dân số của xã Thịnh Đán.[4]

Ngày 1 tháng 9 năm 2004, thành lập phường Thịnh Đán trên cơ sở 466,95 ha diện tích tự nhiên và 7.866 người của phường Tân Thịnh; 128,96 ha diện tích tự nhiên của xã Thịnh Đức và 20,27 ha diện tích tự nhiên của xã Thịnh Đán và đổi tên xã Thịnh Đán thành xã Quyết Thắng.[1]

Đến năm 2019, phường Thịnh Đán được chia thành 23 tổ dân phố, đánh số từ 1 tới 23.

Ngày 11 tháng 12 năm 2019, sáp nhập một phần của năm tổ dân phố 1, 2, 3, 19, 22 thành tổ dân phố 1, sáp nhập phần còn lại của ba tổ dân phố 1, 2, 3 thành tổ dân phố 2, sáp nhập hai tổ dân phố 4, 5 và một phần của hai tổ dân phố 22, 23 thành tổ dân phố 3, sáp nhập hai tổ dân phố 6, 7 và một phần tổ dân phố 10 thành tổ dân phố 4, sáp nhập hai tổ dân phố 8 và 9 thành tổ dân phố 5, sáp nhập một phần của hai tổ dân phố 11 và 12 thành tổ dân phố 6, sáp nhập hai tổ dân phố 13 và 14 thành tổ dân phố 7, sáp nhập ba tổ dân phố 15, 16, 17 và phần còn lại của tổ dân phố 21 thành tổ dân phố 8, sáp nhập hai tổ dân phố 18 và 20 thành tổ dân phố 9, sáp nhập phần còn lại của hai tổ dân phố 21 và 22 thành tổ dân phố 10, sáp nhập phần còn lại của bốn tổ dân phố 10, 11, 12, 23 thành tổ dân phố 11.[5]