Địa bàn xã Kim Song Trường hiện nay trước đây vốn là ba xã: Kim Lộc, Song Lộc, Trường Lộc.

Trước khi sáp nhập, xã Kim Lộc có diện tích 6,24 km², dân số là 3.013 người, mật độ dân số đạt 483 người/km². Xã Song Lộc có diện tích 5,13 km², dân số là 3.744 người, mật độ dân số đạt 730 người/km². Xã Trường Lộc có diện tích 4,57 km², dân số là 2.118 người, mật độ dân số đạt 463 người/km².

Ngày 21 tháng 11 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 819/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc tỉnh Hà Tĩnh (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 1 năm 2020)[1]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của ba xã: Kim Lộc, Song Lộc, Trường Lộc thành xã Kim Song Trường.