Địa bàn xã Hồng Sỹ hiện nay trước đây vốn là hai xã Hồng Sỹ và Sỹ Hai thuộc huyện Hà Quảng.

Ngày 9 tháng 9 năm 2019, sáp nhập một số xóm thuộc hai xã Hồng Sỹ và Sỹ Hai.[3]

Trước khi sáp nhâp, xã Hồng Sỹ có diện tích 20,72 km², dân số là 1.494 người, mật độ dân số đạt 72 người/km², có 4 xóm: Lũng Ngần, Lũng Rẩu, Pác Táng, Sông Giang. Xã Sỹ Hai có diện tích 15,42 km², dân số là 1.057 người, mật độ dân số đạt 69 người/km², có 5 xóm: Lũng Kính, Lũng Bông, Lũng Quảng, Pác Khiêng, Nặm Thuổm.

Ngày 10 tháng 1 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 864/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp huyện, cấp xã thuộc tỉnh Cao Bằng (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 2 năm 2020)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của xã Sỹ Hai vào xã Hồng Sỹ.