Trước đây, Xuân Lâm là một xã thuộc huyện Tĩnh Gia.

Ngày 22 tháng 4 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 933/NQ-UBTVQH14 về việc thành lập thị xã Nghi Sơn và các phường thuộc thị xã Nghi Sơn (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 6 năm 2020)[1]. Theo đó, chuyển huyện Tĩnh Gia thành thị xã Nghi Sơn và thành lập phường Xuân Lâm trên cơ sở toàn bộ 9,60 km² diện tích tự nhiên và 10.799 người của xã Xuân Lâm.