Vào khoảng cuối TK 16 - đầu TK 17, chiến tranh Trịnh - Nguyễn xảy ra, sông Gianh được chọn làm ranh giới phân chia giữa Đàng Trong - Đàng Ngoài. Một phần dân cư ở vùng sông Gianh di cư vào vùng đất Tân Thuỷ ngày nay để khai hoang, lập đồn điền và sinh sống tại đây. Người dân Tân Thuỷ ngày nay có nguồn gốc từ vùng sông Gianh.

Năm 1913, dưới Triều đại thuộc địa nửa phong kiến nhà Nguyễn, xã Duy Tân chính thức được thành lập. Với hai làng là làng Trong (sau là làng Trung Lực) và làng Ngoài (sau là làng Mỹ Thổ). Địa giới xã Duy Tân ngày đó cơ bản được giữ nguyên cho đến tận ngày nay.

Trước năm 1945, xã Duy Tân là nơi sinh sống của cư dân hai làng: Trung Lực (tổng Mỹ Trạch) và Mỹ Thổ (tổng Thuỷ Liên). Thuộc phủ Phong Lộc, tỉnh Quảng Bình.

Từ năm 1913, sau khi được thành lập với tên gọi là xã Duy Tân (tên của một vị vua yêu nước Triều Nguyễn). Đến tận năm 1975, khi đất nước hoàn toàn thống nhất, xã Duy Tân mới được đổi tên thành xã Tân Thuỷ như ngày nay.

Tên gọi xã Tân Thuỷ như ngày nay là tên gọi thứ 2 kể từ khi xã chính thức được thành lập. Như vậy, qua 103 năm hình thành và phát triển thì tên gọi Duy Tân tồn tại qua 62 năm và tên gọi Tân thuỷ tồn tại đến nay là 41 năm.