Trước đây, xã Hương Thọ thuộc huyện Hương Trà.

Ngày 11 tháng 3 năm 1977, huyện Hương Trà sáp nhập với các huyện Phong Điền và Quảng Điền thành huyện Hương Điền[3], xã Hương Thọ thuộc huyện Hương Điền.

Ngày 11 tháng 9 năm 1981, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 64-HĐBT[4]. Theo đó, sáp nhập xã Hương Thọ vào thành phố Huế (trừ thôn Dương Hòa được sáp nhập vào huyện Hương Phú).

Ngày 29 tháng 9 năm 1990, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 345-HĐBT. Theo đó, chuyển xã Hương Thọ về huyện Hương Trà vừa tái lập.

Ngày 15 tháng 11 năm 2011, huyện Hương Trà được chuyển thành thị xã Hương Trà[5], xã Hương Thọ thuộc thị xã Hương Trà như hiện nay.