โรงเรียนบ้านหัวหาด เดิมชื่อว่า โรงเรียนวัดป่าสักเรไร หมู่ที่ 5 ตำบลคุ้งตะเภา อำเภอเมืองอุตรดิตถ์ จังหวัดอุตรดิตถ์ ก่อตั้งเมื่อวันที่ 23 เมษายน พ.ศ. 2482 โดยนายอำเภอเมืองอุตรดิตถ์ เป็นผู้จัดตั้ง ในระยะแรกของการก่อตั้งได้อาศัยศาลาการเปรียญวัดป่าสักเรไรเป็นสถานที่เรียน โดยเปิดทำการสอน ตั้งแต่ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 ถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 ตามหลักสูตรของกระทรวงศึกษาธิการ มีนายอนันต์ เอี่ยมสรรพางค์ เป็นครูใหญ่คนแรก (ได้อาศัยเรียนอยู่ที่ศาลาการเปรียญวัดป่าสักเรไรจนถึง พ.ศ. 2504 จึงย้ายมายังที่ตั้งปัจจุบัน)

ปี พ.ศ. 2482 นายอนันต์ เอี่ยมสรรพพางค์ ได้จับจองที่ดินเป็นของโรงเรียนตามหนังสือ สค.1 หมายเลขที่ 233 ลงวันที่ 24 พฤษภาคม พ.ศ. 2498 และได้ทำการขึ้นทะเบียนเป็นที่ราชพัสดุเลขทะเบียนที่ 27075

ปี พ.ศ. 2490 ทางราชการให้ นายเสงี่ยม มีปิ่น มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่

ปี พ.ศ. 2492 ทางราชการให้ นายเชือน เพาะโภชน์ มาดำรงตำแหน่งครูใหญ่

ปี พ.ศ. 2498 นายหลง ฟักสด กำนันตำบลคุ้งตะเภา ได้สร้างอาคารเรียนถาวรให้ 1 หลัง มุงสังกะสี พื้นเป็นไม้กระดาน มีฝาและฝ้า จำนวน 3 ห้องเรียน กับห้องมุขอีก 1 ห้อง คิดเป็นเงิน 40,000 บาท โดยขอเข้าทำประโยชน์ในที่น้ำไหลทรายมูลของโรงเรียนมีกำหนด 18 ปี (พ.ศ. 2504 - 2521)

วันที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2504 ได้ย้ายการเรียนการสอนจากวัดป่าสักเรไรมาเรียนที่อาคารเรียนใหม่ โดยนายปรีชา มั่นหมาย ศึกษาธิการอำเภอเมืองอุตรดิตถ์มาเป็นประธานเปิดอาคารเรียน

เดือนกันยายน พ.ศ. 2506 ได้รับอนุญาตจากทางราชการเปลี่ยนชื่อโรงเรียนจาก โรงเรียนวัดป่าสักเรไร มาเป็นชื่อ โรงเรียนบ้านหัวหาด จนถึงปัจจุบัน