เดิมเป็นตำบลที่ขึ้นอยู่กับตำบลทับคล้อ อำเภอตะพานหิน และได้แยกมาตั้งเป็นตำบลเขาทราย เมื่อ พ.ศ. 2501 มีจำนวน 4 หมู่บ้าน มีชื่อว่า “บ้านเขาทราย”

สมัยก่อนตำบลเขาทรายเป็นหมู่บ้านที่มีพื้นที่ราบลุ่ม และพื้นที่ราบสูงพื้นที่ดินส่วนใหญ่เป็น ดินทราย จึงได้ตั้งชื่อว่า “บ้านเขาทราย”

          เมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2526 ได้แยกพื้นที่ทางด้านตะวันออกของอำเภอตะพานหิน ซึ่งประกอบไปด้วย ตำบลทับคล้อ เขาเจ็ดลูก ท้ายทุ่ง และเขาทราย เข้าด้วยกันรวมเป็นกิ่งอำเภอเรียกว่า “กิ่งอำเภอทับคล้อ” และเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 2530 ได้ยกฐานะเป็นอำเภอทับคล้อ ในปัจจุบันนี้ตำบลเขาทราย ได้ขึ้นกับอำเภอทับคล้อ

          เมื่อวันที่ 2 มีนาคม 2538 สภาตำบลเขาทรายได้ยกฐานะตามพระราชบัญญัติสภาตำบล และองค์การบริหารส่วนตำบล พ.ศ. 2537 เป็น องค์การบริหารส่วนตำบลเขาทราย