Phần lớn địa bàn thị trấn Thạch Hà ngày nay trước đây là các xã Thạch Thượng và Thạch Thanh thuộc huyện Thạch Hà.
Ngày [[19 tháng 8]] năm [[1985]], thành lập thị trấn '''Cày''' được thành lập trên cơ sở tách 60,5 ha diện tích tự nhiên của xã Thạch Thượng và 23,5 ha diện tích tự nhiên của xã Thạch Trung.<ref name=222-HĐBT>{{Chú thích web|url=https://thuvienphapluat.vn/van-ban/bo-may-hanh-chinh/Quyet-dinh-222-HDBT-dieu-chinh-dia-gioi-hanh-chinh-xa-thi-tran-cac-huyen-Ky-son-Huong-khe-Thach-Ha-tinh-Nghe-Tinh-43653.aspx|tựa đề=Quyết định 222-HĐBT năm 1985 về điều chỉnh địa giới hành chính một số xã, thị trấn của các huyện Kỳ Sơn, Hương Khê và Thạch Hà thuộc tỉnh Nghệ Tĩnh|tác giả=|họ=|tên=|ngày=|website=|url lưu trữ=|ngày lưu trữ=|url hỏng=|ngày truy cập=}}</ref>
Ngày [[28 tháng 5]] năm [[2001]], hợpsáp nhấtnhập toàn bộ diện tích và dân số của xã Thạch Thượng vàvào thị trấn Cày để thành lập thị trấn Thạch Hà.<ref name=22/2001/NĐ-CP>{{Chú thích web|url=https://thuvienphapluat.vn/van-ban/bo-may-hanh-chinh/Nghi-dinh-22-2001-ND-CP-sap-nhap-xa-Thach-thuong-va-thi-tran-Cay-de-thanh-lap-thi-tran-Thach-ha-thuoc-huyen-Thach-ha-tinh-Ha-tinh-48093.aspx|tựa đề=Nghị định 22/2001/NĐ-CP về việc sáp nhập xã Thạch Thượng và thị trấn Cày, để thành lập thị trấn Thạch Hà thuộc huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh|tác giả=|họ=|tên=|ngày=|website=|url lưu trữ=|ngày lưu trữ=|url hỏng=|ngày truy cập=}}</ref>
Sau khi hợpsáp nhấtnhập, thị trấn Thạch Hà có 767 ha diện tích tự nhiên và 8.658 nhân khẩungười.
Ngày [[21 tháng 11]] năm [[2019]], sáp nhập toàn bộ 6,31 km<sup>2</sup> diện tích tự nhiên và dân3.578 sốngười của xã Thạch Thanh vào thị trấn Thạch Hà.<ref name="NQ819"/>
Sau khi sáp nhập, thị trấn Thạch Hà có diện tích 14,93 km<sup>2</sup>, dân số là 13.647 người.