Xã Xuân Lâm được thành lập vào ngày 16 tháng 5 năm 2005 trên cơ sở điều chỉnh 13.038 ha diện tích tự nhiên và 4.003 người của thị trấn Sông Cầu.[1]

Ngày 27 tháng 8 năm 2009, Chính phủ ban hành Nghị quyết 42/NQ-CP[3]. Theo đó, chuyển huyện Sông Cầu thành thị xã Sông Cầu, đồng thời điều chỉnh 9,08 ha diện tích tự nhiên và 120 người của xã Xuân Lâm để thành lập phường Xuân Thành.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Xuân Lâm còn lại 13.090,84 ha diện tích tự nhiên và 3.963 người.