Địa bàn xã Trường Sinh hiện nay trước đây vốn là hai xã Sầm Dương và Lâm Xuyên.

Trước khi sáp nhập, xã Sầm Dương có diện tích 5,90 km², dân số là 1.663 người, mật độ dân số đạt 282 người/km². Xã Lâm Xuyên có diện tích 7,90 km², dân số là 2.568 người, mật độ dân số đạt 325 người/km².

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết 816/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp huyện, cấp xã thuộc tỉnh Tuyên Quang (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 1 năm 2020)[1]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của hai xã Sầm Dương và Lâm Xuyên thành xã Trường Sinh.