La sfârșitul secolului al XIX-lea, comuna purta numele de Tonea și făcea parte din plasa Borcea a județului Ialomița și era formată din satele Tonea, Cadina, Roseți-Clăcași și Gambeta, precum și din târlele Nacu, Sârbi, Căprăreasa, Budulea, Puțu din Grind, Potârnichea, Mănucu, Ceacănu, Nisipu și Prodanu, având în total 1483 de locuitori. În comună existau o școală mixtă și două biserici. Anuarul Socec din 1925 consemnează comuna în plasa Ciocănești a aceluiași județ, având satele Tonea și Satu Model, cu 1913 locuitori; tot atunci, în nordul comunei actuale, a apărut în aceeași plasă și comuna Radu Negru, cu satele Radu Negru și Stoenești, având 2416 locuitori.

În 1950, a trecut în administrarea raionului Călărași din regiunea Ialomița și apoi (după 1952) din regiunea București. În 1968, a revenit în componența județului Ialomița, reînființat, fiind deja numită Modelu, după noua reședință. Tot atunci, comuna Radu Negru a fost desființată și satele ei au fost incluse în comuna Modelu, comună suburbană a municipiului Călărași. În 1989, s-a renunțat la conceptul de comună suburbană, iar comuna Modelu a fost subordonată direct județului Călărași.