Trước đây, Tân Khai là một xã thuộc huyện Bình Long cũ.

Ngày 11 tháng 8 năm 2009, xã Tân Khai trực thuộc huyện Hớn Quản vừa tái lập và là huyện lỵ huyện này.[3]

Ngày 16 tháng 10 năm 2018, Ủy ban thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết 587/NQ-UBTVQH14 (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 12 năm 2018)[1]. Theo đó, thành lập thị trấn Tân Khai, thị trấn huyện lỵ huyện Hớn Quản trên cơ sở toàn bộ 42,75 km² diện tích tự nhiên và 15.269 người của xã Tân Khai.