Xã Ea Bia thuộc huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên, là một trong những địa bàn thuộc về nơi ra đời của nền văn hoá và quốc gia cổ - trung đại Champa.

Về sau, thuộc quyền cai quản của chúa Nguyễn ở Đàng Trong, nhà Tây Sơn và nhà Nguyễn cho đến năm 1884. Từ năm 1884 - 1945, Việt Nam chịu sự thống trị của thực dân Pháp gần 100 năm, trong đó có cả xã Ea Bia.

Từ sau sự thắng lợi của Cách mạng tháng Tám năm 1945 và sự ra đời của nhà nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, cùng với sự thắng lợi của nhân dân cả nước thì nhân dân huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên (trong đó có cả nhân dân xã Ea Bia) đã đứng dậy đấu tranh và giành những thắng lợi.

Sau khi nhà nước Việt Nam Dân chủ Cộng hoà ra đời thì thực dân Pháp vẫn không từ bỏ sự thống trị đối với Việt Nam, vì thế, ngày 23/9/1945, đã quay trở lại xâm lược Việt Nam lần thứ hai. Do đó, cùng với nhân dân trong cả nước thì nhân dân huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên (trong đó có nhân dân xã Ea Bia) đã bước vào cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp từ năm 1945 - 1954.

Sau thắng lợi của chiến dịch Điện Biên phủ năm 1954 và ký kết hiệp định Giơnevơ (21/7/1954), Việt Nam bị chia cắt làm hai miền với hai chế độ chính trị khác nhau. Trong đó, huyện Sông Hinh (trong đó có xã Ea Bia) chịu sự thống trị của chính quyền Sài Gòn và đế quốc Mỹ.

Từ năm 1954 đến năm 1975, nhân dân xã Ea Bia đã cùng với nhân dân miền Nam Việt Nam chống lại sự áp bức, thống trị của chính quyền Sài Gòn và đế quốc Mỹ cho đến khi giải phóng hoàn toàn miền Nam và thống nhất đất nước năm 1975.

Cho đến trước năm 1970, cùng với sự tồn tại của hệ thống chính quyền Sài Gòn là hệ thống chính quyền cách mạng của Chính phủ lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam. Trong đó, xã Ea Bia thuộc địa phận của tỉnh Đăk Lăk là một bộ phận của chính phủ lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam.

Từ năm 1970 đến năm 1975, xã Ea Bia, thuộc huyện Tây Nam, tỉnh Phú Yên.

Trong giai đoạn 1975 - 1984, xã Ea Bia thuộc huyện Tây Sơn, tỉnh Phú Khánh; từ 1984 - 1989, xã Ea Bia thuộc huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Khánh và từ 1989 đến nay, xã Ea Bia thuộc huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên.

Vào năm 1984, khi huyện Tây Sơn tách ra thành huyện Sông Hinh và huyện Sơn Hòa thì xã Ea Bia là một trong 6 xã cùng với xã Đức Bình, xã Ea Bá, xã Ea Trol, xã Sơn Giang và xã Sông Hinh.

Ngày 27/3/1989, Xã Ea Bia bị chia thành hai đơn vị hành chính lấy tên là xã Ea Bia và thị trấn Hai Riêng - thị trấn huyện lị huyện Sông Hinh.

Ngày 30/6/1989, khi tỉnh Phú Yên được tái lập từ tỉnh Phú Khánh cũ thì xã Ea Bia thuộc huyện Sông Hinh, tỉnh Phú Yên.