Xã Ngọc Phụng hình thành trên cơ sở 4 làng cổ: Làng Mé, làng Ngơn, làng Tôm, làng Trại Ván. Hiện nay có 8 làng theo thứ tự từ Bắc xuống Đông Nam: Làng Quyết Tiến, làng Xuân Thành, làng Xuân Lập, làng Xuân Thắng, làng Xuân Liên, làng Hòa Lâm, làng Hưng Long, làng Phú Vinh.

Thời dựng nước thuộc Bộ Cửu Chân; thời Trần thuộc địa phận Nga Lạc (Châu Thanh Hóa); thời Nguyễn thuộc huyện Thụy Nguyên; thời Vua Lê Thái Tổ (tức Lê Lợi) đến thời Vua Tây Sơn (từ thế kỷ XV đến thế kỷ XVIII) thuộc Sách Thúy Đà nằm trong miền đất Quan Du của miền Tây Thanh Hóa. Năm 1900 thuộc địa phận Châu Mường Chẹ, sau này được gọi là Châu Ngọc và là xã Lương Ngọc huyện Ngọc Lặc từ sau cách mạng tháng 8 năm 1945.

Trước năm 1960, với dấu mốc lịch sử của chiến thắng Điện biên phủ (năm 1945), kết thúc 9 năm trường kỳ kháng chiến chống thực dân Pháp. Thời kỳ này, vùng đất xã Ngọc Phụng chỉ là một phần của xã Ngọc Thanh, xã Lương Ngọc, huyện Ngọc Lặc, dân số mới chỉ có hơn 100 hộ và 600 nhân khẩu. Đồng hành trong công cuộc đấu tranh và phát triển từ giai đoạn 1955 - 1963, xã Ngọc Phụng chính thức được chia tách từ bảy xã thuộc các huyện: Lang Chánh, Thường Xuân, Ngọc Lặc trong tỉnh Thanh Hóa, tại Quyết định số 121-QĐ/NV ngày 25/6/1963 của Bộ nội vụ, trong quyết định ghi rõ: Chia xã Lương Ngọc, huyện Ngọc Lặc thành 02 xã Lương Sơn và Ngọc Phụng. Xã Ngọc Phụng gồm 4 chòm: Vũng Khế, Đức Thành, Tân Long và Xuân Thành; xã Lương Sơn gồm 7 chòm: Ngọc Thuận, Trung Thành, Ngọc Thượng, Lương Thực, Minh Quang, Minh Ngọc và Lương Thiện.

Địa giới Ngọc Phụng được chia tách với tổng diện tích đất tự nhiên là: 1.502,8 ha, dân số: 207 hộ và 1.037 khẩu (tư liệu Lịch sử Đảng bộ xã Ngọc Phụng). Trong thời kỳ này, thực hiện chủ trương định cư, định canh của Đảng và Nhà nước để xây dựng vùng kinh tế mới, xã Ngọc Phụng được tiếp nhận các hộ từ vùng xuôi như: Thọ Xuân, Thiệu Hóa...và bố trí sống xen ghép vào các làng của xã. Thời điểm này, xã Ngọc Phụng có 6 HTX sản xuất nông nghiệp đó là: HTX Xuân Lập, Đại Thắng, Quyết Tâm, Tân Lập, Xuân Hưng, Ngọc Tiếu.

Thời kỳ 1965 - 1968, đồng hành cùng với công cuộc đổi mới của Đảng và Nhà nước, hoàn thành kế hoạch 5 năm lần thứ nhất xã Ngọc Phụng đã thành lập 10 HTX nông nghiệp với tổng số 3.615 nhân khẩu, đó là HTX Tân Lập, Xuân Thắng, Xuân Thành, Xuân Long, Xuân Liên, Xuân Phú, Xuân Hào, Xuân Lâm, Xuân Hưng và Xuân Vinh.

Sau chiến thắng mùa xuân năm 1975 đến nay, cả nước chuyển sang thời kỳ quá độ lên CNXH, Ngọc Phụng cũng chuyển mình theo cùng thời kỳ và phương thức sản xuất kinh tế để phù hợp với quan hệ sản xuất. Năm 1976, xã Ngọc Phụng tiến hành sáp nhập các HTX nhỏ thành HTX lớn là: Minh Xuân, Thanh Xuân, Quyết Tiến và Phú Vinh. Đến năm 1980, để đảm bảo cho công tác khoán mới, Ngọc Phụng lại tiếp tục chia tách các HTX lớn thành các HTX nhỏ, đó là: Quyết Tiến, Xuân Thành, Xuân Lập, Xuân Liên, Hòa Lâm, Hưng Long và được đổi tên từ HTX thành thôn.

Tên gọi Ngọc Phụng đặt cho vùng đất để các thế hệ tiếp theo của quê hương khắc sâu dấu ấn của vùng đất Phụng Dưỡng xưa đã từng giúp vua Lê đại thắng giặc Minh viết nên "Đại cáo Bình Ngô" bất hũ, "Phụng" trong "Phụng Dưỡng" kết hợp với "Ngọc" của quê hương Châu Ngọc để tạo nên xã Ngọc Phụng từ đó cho đến bây giờ.