Trước đây, Yên Lâm là một xã thuộc huyện Yên Định.

Ngày 15 tháng 10 năm 2009, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 52/NQ-CP[3]. Theo đó:

• Chuyển 206,42 ha diện tích tự nhiên và 901 người của thị trấn nông trường Thống Nhất vừa giải thể về xã Yên Lâm quản lý
• Điều chỉnh 36,13 ha diện tích tự nhiên và 266 người của xã Yên Lâm về thị trấn Thống Nhất mới thành lập thuộc huyện Yên Định.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Yên Lâm còn lại 1.695,58 ha diện tích tự nhiên và có 5.817 người.

Ngày 27 tháng 4 năm 2021, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 1260/NQ-UBTVQH14 (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 7 năm 2021)[1]. Theo đó, thành lập thị trấn Yên Lâm trên cơ sở toàn bộ 17,25 km² diện tích tự nhiên và 8.683 người của xã Yên Lâm.