Xã Đông Hải được thành lập vào ngày 27 tháng 3 năm 1985 trên cơ sở tách 2 ấp: Động Cao, Hồ Thùng thuộc xã Dân Thành và 3 ấp: Hồ Tàu, Rạch Cái Cỏ, Phước Thiện, Vĩnh Lợi thuộc xã Long Vĩnh.[1]

Ngày 15 tháng 5 năm 2015, Ủy ban thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 934/NQ-UBTVQH13[3]. Theo đó, điều chỉnh 1.531,40 ha diện tích tự nhiên và 2.711 người của xã Dân Thành về xã Đông Hải quản lý.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Đông Hải có 5.924 ha diện tích tự nhiên và 11.401 người.