Chiềng Ngần là vùng đất có lịch sử lâu đời, những người Thái đầu tiên đến đây đã vững chí, bền lòng, khai hoang, đuổi thú dữ, canh tác, săn bắn, hái lượm và dần dần định cư thành những bản, mường. Mỗi bản thường có 2 – 3 dòng họ định cư từ sớm. Cứ như vậy, các thế hệ người dân Chiềng Ngần nối tiếp nhau bỏ biết bao công sức, mồ hôi, nước mắt và cả xương máu để xây dựng cho quê hương.
Lịch sử khẳng định cách đây hàng nghìn năm, thủ lĩnh bộ lạc Văn Lang đứng lên thống nhất 15 bộ lạc người Việt lập nên Nhà nước Văn Lang, xưng vua lấy biệt hiệu là Hùng Vương, Địa bàn Chiềng Ngần lúc đó thuộc bộ Tân Hưng.
Đến triều nhà Trần (thế kỳ XIII) bộ máy hành chính được kiện toàn từ Trung ương đến địa phương, vùng đất Chiềng Ngần ngày ngay thuộc đất châu Gia Hưng, trấn Thiên Hưng. Sang thời Lê (thế kỷ XV) theo “Dư địa chí” của Nguyễn Trái, phủ Gia Hưng lúc ấy có một huyện là Thanh Xuyên và 5 châu gồm: Châu Mai, Châu Mộc, Châu Việt (nay là Yên Châu), châu Thuận, châu Phù Hoa (nay là Yên Châu). Vùng đất Chiềng Ngần thuộc châu Thuận, phủ Gia Hưng, xứ Hưng Hóa (Hưng Hóa Từ tuyên).
Theo sách “Hưng Hóa phong thổ lục” của Hoàng Bình Chính, đầu đời Lê Cảnh Hưng, khoảng năm 1967 – 1782, châu Thuận vì quá rộng nên cắt đặt thêm 3 châu là Mường La, Mai Sơn, Tuần Giáo. Địa bàn Chiềng Ngần thuộc châu Mường La.
Ngày 23/8/1904, Toàn quyền Đông Dương đổi tỉnh Vạn Bú thành tỉnh Sơn La. Vùng đất Chiềng Ngần với các địa danh bản Dửn, bản Khoang, bản Co Pục, bản Nong La, bản Pát, bản Phường, bản Ca Láp, bản Kềm, bản Ỏ, bản Nà Lo đã hình thành thuộc châu Mường La, tỉnh Sơn La.
Cách mạng Tháng Tám năm 1945 thành công, xã Chiềng Ngần được thành lập bao gồm địa bàn Chiềng An và Chiềng Ngần ngày ngay với các bản: Hìn, Cọ, Cá, Bó, Hài, Dửn, Khoang, Híp, Co Pục, Nong La, Púng, Pát, Phường, Nà Ngùa, Ca Láp, Kềm, Ỏ, Muông, Nà Lo.
Từ năm 1950, thực hiện chủ trương của cấp trên, xã Chiềng Ngần được tách thành 3 xã Chiềng An, Chiềng Ngần và Chiềng La. Xã Chiềng Ngần gồm 7 bản: Phường, Nà Ngùa, Ca Láp, Kềm, Ỏ, Muông, Nà Lo. Xã Chiềng La gồm 7 bản: Dửn, Khoang, Híp, Co Pục, Nong La, Pát, Púng.
Kháng chiến chống Pháp thắng lợi, ngày 29/4/1955, tỉnh Sơn La giải thể, các châu trực thuộc nằm dưới dự quản lý trực tiếp của Khu tự trị Thái Mèo mới được thành lập. Ngày 22/6/1959, theo Quyết định số 85-QĐ/TC của Ủy ban hành chính Khu tự trị Thái Mèo về việc hợp nhất các xã thuộc châu Mường La, 2 xã Chiềng Ngần và Chiềng La hợp nhất làm một xã, lấy tên là Chiềng La.
Ngày 24/12/1962, tỉnh Sơn La được tái lập gồm 7 huyện: Thuận Châu, Quỳnh Nhai, Mường La, Mai Sơn, Sông Mã, Yên Châu, Mộc Châu và thị xã Sơn La. Xã Chiềng La thuộc huyện Mường La. Năm 1968 theo Quyết định của UBND tỉnh, xã Chiềng La được đổi tên thành xã Chiềng Ngần thuộc huyện Mường La, tỉnh Sơn La.
Tháng 3/1979, để tạo điều kiện mở rộng ranh giới hành chính và phát triển thị xã Sơn La, xã Chiềng Ngần tách từ huyện Mường La sáp nhập vào thị xã Sơn La. Tại thời điểm này, xã có 14 bản: Dửn, Khoang, Híp, Co Pục, Nong La, Pát, Púng, Phường, Ca Láp, Kềm, Ỏ, Muông, Nà Lo, Nà Ngùa.
Năm 1988, tiểu khu I thuộc phường Quyết Thắng (thành phố Sơn La) sáp nhập vào xã Chiềng Ngần. Năm 1994, bản Nặm Tròn được chuyển từ xã Long Hẹ, huyện Thuận Châu sáp nhập vào xã Chiềng Ngần.
Đến năm 2018, xã Chiềng Ngần gồm 16 bản, tiểu khu: Dửn, Khoang, Tiểu Khu I, Co Pục, Híp, Nong La, Pát, Púng, Nặm Tròn, Phường, Nà Ngùa, Ca Láp, Kềm, Ỏ, Muông, Nà Lo.
Đến tháng 2/2019 thực hiện Nghị quyết sáp nhập bản, tiểu khu để thành lập bản mới của HĐND tỉnh Sơn La bản Nặm Tròn và bản Nà Ngùa sáp nhập để thành lập bản mới mang tên bản Nà Ngần. Đến nay xã Chiềng Ngần có 15 bản, tiểu khu: Dửn, Khoang, Tiểu Khu I, Co Pục, Híp, Nong La, Pát, Púng, Phường, Nà Ngần, Ca Láp, Kềm, Ỏ, Muông, Nà Lo.