Xã Hoài Hải được thành lập vào ngày 11 tháng 7 năm 1994 trên cơ sở thôn Kim Giao thuộc xã Hoài Hương và thôn Diêu Quang thuộc xã Hoài Mỹ.

Ngày 1 tháng 6 năm 2020, thành lập thị xã Hoài Nhơn trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của huyện Hoài Nhơn[3]. Xã Hoài Hải thuộc thị xã Hoài Nhơn như hiện nay.