Trước đây, xã Thanh Minh thuộc huyện Điện Biên.

Ngày 18 tháng 4 năm 1992, xã Thanh Minh cùng với thị trấn Điện Biên cũ được tách ra để thành lập thị xã Điện Biên Phủ, thị xã tỉnh lỵ tỉnh Lai Châu cũ.[4]

Năm 1993, một phần diện tích và dân số của xã Thanh Minh được tách ra để thành lập phường Him Lam và xã Noong Bua thuộc thị xã Điện Biên Phủ.

Ngày 26 tháng 9 năm 2003, xã Noong Bua được chuyển thành phường Noong Bua.[5]

Ngày 16 tháng 4 năm 2009, thành lập xã Tà Lèng trên cơ sở 1.536,29 ha diện tích tự nhiên và 2.500 người của phường Noong Bua.[6]

Trước khi sáp nhập, xã Thanh Minh có diện tích 24,89 km², dân số là 2.208 người, mật độ dân số đạt 89 người/km². Xã Tà Lèng có diện tích 15,45 km², dân số là 1.173 người, mật độ dân số đạt 76 người/km².

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, Ủy ban thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết 815/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp huyện, cấp xã thuộc tỉnh Điện Biên (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 1 năm 2020)[3]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của xã Tà Lèng vào xã Thanh Minh.