โรงเรียนห้วยทรายวิทยา เดิมชื่อโรงเรียนบ้านห้วยทราย ตั้งอยู่ในพื้นที่หมู่บ้านโนนชลประทาน หมู่ที่ 7 ตำบลพังขว้างอำเภอเมืองสกลนคร จังหวัดสกลนคร มีเนื้อที่ 9 ไร่เศษ โดยชาวบ้านห้วยทราย บ้านโนนชลประทานและบ้านน้อยหัวคู ได้บริจาคเงินซื้อเป็นเงิน 1,500 บาท และได้เปิดเป็นโรงเรียนสาขาของโรงเรียนบ้านพานสหราษฎร์บำรุงเมื่อ พ.ศ.2509 ปี พ.ศ.2517 ได้รับแต่งตั้งให้เป็นโรงเรียนเอกเทศถาวร ตามหนังสือองค์การบริหารส่วน จังหวัดสกลนคร ที่ 1822/2517 ลงวันที่ 15 มีนาคม 2517 เปิดทำการสอนตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 ถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 ในปี พ.ศ.2521 ได้รับอนุญาตให้เปลี่ยนชื่อว่า “โรงเรียนห้วยทรายวิทยา” เนื่องจากมีนักเรียนจาก 3 หมู่บ้านมาเข้าเรียน และในปีเดียวกันนี้คณะครู คณะกรรมการการศึกษาและชาบ้าน 3 หมู่บ้านได้ร่วมบริจาคเงินเพื่อซื้อที่ดินจำนวน 11ไร่ เป็นเงิน 20,000 บาท (สองหมื่นบาทถ้วน) เพื่อมอบให้เป็นสมบัติของทางราชการ รวมเป็นเนื้อที่ 20 ไร่ 2 งาน 64 ตารางวา