โรงเรียนบ้านสา ตั้งเมื่อ พ.ศ. 2473 โดยทางราชการได้แยกมาจากโรงเรียนประชาบาล ตำบลสบบง 3 (บ้านก๊อหลวง) มาสร้างทางทิศเหนือของหมู่บ้าน มีพระภิกษุคำตั๋น เป็นผู้สอน โดยสอนเน้นไปทางธรรมศึกษา แต่สถานที่ไม่เหมาะสมดังนั้น นายคำ ใจกล้า ครูใหญ่และนายอิ่นคำ อินเต็ม ผู้ใหญ่บ้านได้นำชาวบ้านย้ายสถานที่ของโรงเรียนมาอยู่ทางทิศใต้ของหมู่บ้านในปัจจุบัน ย้ายมาเมื่อ พ.ศ. 2483 (มีเนื้อที่ 5 ไร่ - งาน 54 ตารางวา ตามหนังสือ น ส. 3 ก เลขที่ 597 เล่มที่ 6 ข. หน้าที่ 48 ออกให้ ณ วันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2521)
พ.ศ. 2487 นายพรม หอมนาน ได้มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ ได้ทำการปรับปรุงซ่อมแซมอาคารที่ชำรุด
พ.ศ. 2493 นายมา พวงมะลิ มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ ได้ปรับปรุงพื้นที่และขยายพื้นที่ให้กว้างขึ้น ดังปัจจุบันนี้
พ.ศ. 2495 นายติ๊บ อินเต็ม ผู้ใหญ่บ้าน ได้นำราษฎรสร้างอาคารเรียนหลังใหม่ แบบ
ป.1 ข. ขนาด 4 ห้องเรียน แต่สร้างไม่แล้วเสร็จ
พ.ศ. 2506 นายเมือง รวมสุข ได้มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ได้ดำเนินการสร้างอาคารเรียนจนเสร็จสมบูรณ์ เมื่อ พ.ศ. 2507
พ.ศ. 2513 อาคารเรียนชำรุดมากใช้การไม่ได้ จึงได้รับงบประมาณจากทางราชการเป็นเงิน 80,000 บาท ให้รื้อถอนอาคารหลังเก่าสร้างอาคารหลังใหม่ แบบ ป.1 ข. ขนาด 4 ห้องเรียน จำนวน 1 หลัง
พ.ศ. 2517 นายจ้อย วงศ์ใหญ่ ได้มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ ได้รับงบประมาณสร้างประปา , ส้วม แบบ 4 ที่นั่ง , บ้านพักครู แบบกรมสามัญ ขนาด 2 ห้องนอน
พ.ศ. 2524 ได้รับงบประมาณ สร้างอาคารเรียน แบบ พ.ย.01 ขนาด 4 ห้องเรียน จำนวน 1หลัง
พ.ศ. 2525 ได้รับงบประมาณสร้างอาคารอเนกประสงค์แบบ สปช.201 จำนวน 1 หลัง เป็นเงิน 300,000 บาท
พ.ศ. 2526 นายประเวศน์ ศรีจันทร์ มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ ได้รับงบประมาณก่อสร้างส้วม แบบ สปช.601/2526 ขนาด 4 ที่นั่ง
พ.ศ. 2530 ได้รับงบประมาณสร้างถังเก็บน้ำฝน แบบ ฝ.30 พิเศษ เป็นเงิน 36,000 บาท
พ.ศ. 2535 - 2544 นายวิโรจน์ เสาหิน มาดำรงตำแหน่งอาจารย์ใหญ่ ได้รับการสนับสนุนจากชมรมศิษย์เก่า สร้างห้องธุรการ เรือนตัดผม ศาลาประชาธิปไตย ถนนคอนกรีต และรั้วคอนกรีต เป็นต้น
พ.ศ. 2545 -2550 นายวิสิทธิ์ เมืองมูล มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่ เมือวันที่ 8 พฤษภาคม 2545 ได้รับการสนับสนุนจากชมรมศิษย์เก่าโรงเรียนบ้านสา สร้างถนนคอนกรีตเสริมไม้ไผ่ต่อเติมส่วนที่ยังไม่เสร็จยาวประมาณ 30 เมตร และปรับปรุงโรงอาหาร สร้างที่แปรงฟัน น้ำดื่ม และปรับปรุงหอประชุม ใช้งบประมาณ 53,290 บาท (ไม่รวมค่าแรงงาน),จัดหาคอมพิวเตอร์ ติดตั้ง Internet งบประมาณ 150,000 บาท จัดหาอุปกร์การเรียนการสอนทางไกลผ่านดาวเทียม งบประมาณ 60,000 บาท ,สร้างสวนสุขภาพ งบประมาณ 30,000 บาท
พ.ศ. 2550 นายรุ่งรัตน์ ทองเหลือ มาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการ เมื่อวันที่ 25 พฤษภาคม 2550
พ.ศ. 2556 นายประเทือง วงศ์แก้ว ตำแหน่งครูชำนาญการรักษาราชการแทนผู้อำนวยการโรงเรียนบ้านสา เมื่อ วันที่ 1 ตุลาคม 2556- 27 กุมภาพันธ์ 2556
พ.ศ. 2556 นายดำรง คำนวล มารับตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียนบ้านสา เมื่อ วันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2556 จนถึง 9 ตุลาคม 2558
พ.ศ. 2558 นายประเทือง วงศ์แก้ว ตำแหน่งครูชำนาญการรักษาราชการแทนผู้อำนวยการโรงเรียนบ้านสา เมื่อ วันที่ 10 ตุลาคม 2558 จนถึง 10 พฤศจิกายน 2559
พ.ศ. 2559 นายมนตรี วงศ์ใหญ่ มาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการโรงเรียน เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน 2559 จนถึงปัจจุบัน
พ.ศ. 2559 ได้รับงบประมาณปรับปรุงซ่อมแซมอาคารอเนกประสงค์ แบบ สปช.201/2525 งบประมาณ 100,000 บาท
พ.ศ. 2559 ได้รับงบประมาณปรับปรุงซ่อมแซมระบบไฟฟ้าและประปา งบประมาณ 240,000 บาท
พ.ศ. 2559 คณะกรรมการสถานศึกษาขั้นพื้นฐาน คณะครู นักเรียน ผู้ปกครอง ศิษย์เก่า และพี่น้องประชาชนบ้านสา ร่วมกันจัดทำผ้าป่าการศึกษาเพื่อสร้างรั้วโรงเรียน ได้รับเงินบริจาคทั้งสิ้น 190,000 บาท ซึ่งทางโรงเรียนได้นำเงินดังกล่าวไปสร้างรั้วด้านหน้าโรงเรียนสำเร็จตามวัตถุประสงค์
พ.ศ. 2560 ได้รับงบประมาณปรับปรุงซ่อมแซมขยายเขตไฟฟ้า งบประมาณ 220,000 บาท
พ.ศ. 2561 ได้รับงบประมาณปรับปรุงซ่อมแซมหลังคาอาคารอเนกประสงค์แบบ สปช. 201/2525 งบประมาณ 150,000 บาท
พ.ศ. 2561 ได้รับงบประมาณติดตั้งเครื่องกรองน้ำดื่มสะอาดและระบบส่งน้ำ งบประมาณ 35,000 บาท