La sfârșitul secolului al XIX-lea, comuna făcea parte din plasa de Sus-Mijlocul a județului Neamț și avea aceeași alcătuire ca și acum, populația ei fiind de 2756 de locuitori. În comună funcționau patru mori de apă și patru biserici. Anuarul Socec din 1925 consemnează trecerea satului Itrinești la comuna nou-înființată Bălănești, comuna Mărgineni rămânând cu celelalte trei sate, în plasa Piatra a aceluiași județ și având 2984 de locuitori. În 1931, satul Itrinești a revenit la comuna Mărgineni.
În 1950, comuna a trecut la raionul Piatra Neamț din regiunea Bacău. În 1968, ea a revenit la județul Neamț, reînființat.
Meleagurile Mărginenilor au fost locuite din vechi timpuri. Faptul este confirmat de înscrisuri și mărturii istorice privind începuturile acestora ca așezări sătești. Populația era organizată în sate și cătune. Satele comunei Mărgineni făceau parte, ca formă de organizare teritorială, din ocolul domnesc Bacău.
Altitudinea maximă este de 495 m, în punctul Buhlea–Movilița. Un punct de reper deosebit de interesant este „Movila Iucașului”, având altitudinea de 490 m, obiectiv ridicat de către oștenii lui Ștefan cel Mare, având rol de „telefon fără fir”, în sensul că, din loc în loc, existau asemenea puncte pe care, odată cu intrarea în țară a cotropitorilor (tătari, turci), se aprindeau focuri și se dădea de știre de la hotare și până la cetatea de scaun a Sucevei.
Prima atestare documentară a teritoriului Mărgineni–Iucaș este actul dat de domnitorul Alexandru cel Bun la 3 iunie 1429, în cetatea Sucevei, prin care dă anumitor boieri mai multe sate, printre care și Moișinți la Iucaș, unde a fost viță-de-vie. Este vorba de satul filozofului Moisa, care a fost vândut de urmașii săi și care astăzi poartă numele de Moișinți, Moișești, Hoișești, prin derivare.
Satul Mărgineni este menționat documentar la data de 06.08.1440, printr-un act în care Iliaș Vodă „dăruiește satul lui Pan Fetezi…”, această dată fiind declarată și ziua comunei. Este situat la o altitudine de circa 360 m, iar numele și l-a primit acum peste 200 de ani, când așezarea s-a mutat de pe vechea vatră de sat, numită Siliștea, pe actuala vatră, la marginea pădurii din Dealul Mărgineniilor (491 m).
Satul Itrinești este atestat documentar la 8 martie 1442 (DRH, A, I, doc. 219, pag. 307–309). Domneau atunci în Moldova Iliaș și Ștefan (1436–1442), fii ai lui Alexandru cel Bun.
Se pomenește, de asemenea, în actul de donație al lui Alexandru cel Bun din 1428 către Mănăstirea Bistrița, căreia îi dăruiește 50 de biserici cu sate: „în anul 6926 (1428), iulie 11, Eu, robul stăpânului meu, Ioan Alexandru Voievod și domn a toată țara Moldovei… am dăruit… 50 de biserici… biserica de la Itrinești și biserica de la Bărbătești…”, act redactat la Mănăstirea Bistrița.
Satul Hârțești datează din secolul al XIV-lea. Atunci existau, de fapt, două sate, Vârlan și Hârțești, sate de răzeși, întemeiate înainte de venirea lui Dragoș Vodă în anul 1352.
