Dưới thời nhà Nguyễn, Phước Hải là một làng thuộc tổng Phước Hưng Thượng, huyện Phước An, phủ Phước Tuy, tỉnh Biên Hòa.

Đến thời Pháp thuộc, tỉnh Bà Rịa được thành lập, làng Phước Hải lúc này thuộc tổng Phước Hưng Thượng, quận Long Điền, tỉnh Bà Rịa.

Dưới thời Việt Nam Cộng hòa, Phước Hải là một xã thuộc quận Đất Đỏ, tỉnh Phước Tuy.

Ngày 6 tháng 9 năm 1973, Bộ Nội vụ Việt Nam Cộng hòa ký nghị định số 420-BNV/HCĐP/26 sáp nhập quần đảo Trường Sa (gồm các đảo Trường Sa, An Bang, Thái Bình (nguyên văn), Song Tử Đông, Song Tử Tây, Loại Ta, Thị Tứ, Nam Ai (nguyên văn), Sinh Tồn và các đảo phụ cận) vào xã Phước Hải.

Sau năm 1975, chính quyền sáp nhập quận Đất Đỏ với quận Long Điền thành huyện Long Đất, xã Phước Hải thuộc huyện Long Đất.

Ngày 30 tháng 10 năm 1995, Chính phủ ban hành Nghị định 71-CP[4]. Theo đó, thành lập xã Lộc An trên cơ sở 461,7 ha diện tích tự nhiên và 1.461 người của xã Phước Hải; 1.181,8 ha diện tích tự nhiên và 512 người của xã Phước Long Hội; 176,7 ha diện tích tự nhiên của xã Láng Dài.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Phước Hải còn lại 1.415 ha diện tích tự nhiên và 18.358 người.

Ngày 9 tháng 12 năm 2003, Chính phủ ban hành Nghị định 152/2003/NĐ-CP[5]. Theo đó:

• Điều chỉnh 207,33 ha diện tích tự nhiên của thị trấn Long Hải về xã Phước Hải quản lý
• Chuyển xã Phước Hải về huyện Đất Đỏ mới thành lập.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Phước Hải có 1.592,94 ha diện tích tự nhiên và 20.720 người.

Ngày 11 tháng 12 năm 2006, Chính phủ ban hành Nghị định 149/2006/NĐ-CP[1]. Theo đó, thành lập thị trấn Phước Hải trên cơ sở toàn bộ 1.655,58 ha diện tích tự nhiên và 20.923 người của xã Phước Hải.