Địa bàn xã Lâm Trung Thủy hiện nay trước đây vốn là ba xã: Đức Lâm, Đức Thủy và Trung Lễ.

Xã Trung Lễ được đổi tên từ xã Đức Trung vào năm 1968.[3]

Trước khi sáp nhập, xã Đức Lâm có diện tích 6,22 km², dân số là 4.800 người, mật độ dân số đạt 772 người/km², có 3 làng: Văn Lâm, Ngọc Lâm, Thượng Ích. Xã Trung Lễ có diện tích 4,05 km², dân số là 2.937 người, mật độ dân số đạt 725 người/km². Xã Đức Thủy có diện tích 4,75 km², dân số là 2.900 người, mật độ dân số đạt 611 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 Đức Lâm, Đức Thủy và Trung Lễ thành xã Lâm Trung Thủy.