Phần lớn địa bàn thị trấn Triệu Sơn hiện nay trước đây là hai xã Minh Châu và Minh Dân thuộc huyện Triệu Sơn.

Ngày 3 tháng 6 năm 1988, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 99-HĐBT[1]. Theo đó, thành lập thị trấn Triệu Sơn, thị trấn huyện lỵ huyện Triệu Sơn tách 22,99 ha diện tích tự nhiên và 1.341 người của xã Minh Châu, 5,19 ha diện tích tự nhiên và 229 người của xã Minh Dân, 85,55 ha diện tích tự nhiên và 3.594 người của xã Minh Sơn.

Sau khi thành lập, thị trấn Triệu Sơn có 113,73 ha diện tích tự nhiên và 5.164 người. Xã Minh Châu còn lại 342,26 ha diện tích tự nhiên và 4.446 người, có 2 xóm: Minh Hưng, Tân Độ. Xã Minh Dân còn lại 302,61 ha diện tích tự nhiên và 2.468 người, có 2 xóm: Tân Dân, Tân Tiến.

Trước khi sáp nhập, thị trấn Triệu Sơn có diện tích 1,80 km², dân số là 6.880 người, mật độ dân số đạt 3.822 người/km², gồm 4 khu phố: Giắt, Lê Lợi, Bà Triệu, Tô Vĩnh Diện. Xã Minh Châu có diện tích 3,49 km², dân số là 4.567 người, mật độ dân số đạt 1.309 người/km². Xã Minh Dân có diện tích 3,21 km², dân số là 3.491 người, mật độ dân số đạt 1.088 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)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích tự nhiên của các xã Minh Dân và Minh Châu vào thị trấn Triệu Sơn.

Thị trấn Triệu Sơn cũng nằm bên tuyến kênh Nhà Lê, là tuyến đường thủy đầu tiên trong lịch sử Việt Nam từ kinh đô Hoa Lư đến Đèo Ngang và được xem là tuyến đường Hồ Chí Minh trên sông vì những đóng góp cho các cuộc chiến tranh của người Việt.