海南师范大学是海南省最早成立的公办高等学府，始建于1949年秋。学校前身是“国立海南师范学院”，院址琼山县府城镇海南琼台书院内。
1951年，学校搬迁到府城镇西北部的私立琼海中学内（今海南中学），范会国任院长。把琼海中学、汇文中学与匹瑾中学等校合并为海南师范学院附属中学，何仁楷任主任（校长）。
1952年7月，全国高等院校进 行院系调整，海南师范学院的二、三、四年级学生和部分教师归入其他院校，部分教师和一年级学生留在原址成立海南师范专科学校。
1953年，院系又进行调整，海南师范专科学校并入华南师范学院（今华南师范大学）。
1953年9月海南师范专科学院撤销，海南师范专科学校附中接收其校址和部分图书、仪器，改建为海南中学。
1958年，在海南中学校园内重建海南师范专科学校。同时在原有的校舍、部分图书设备基础上从海南中学、琼台师范学校抽调部分优秀教师充实海南师范专科学校的师资力量，经过筹备，1958年秋季正式招生，吴耀南任校长，复办后，由广东省人民政府主管。学校开设中文、政史、数学、物理、生化、俄语、体育7个专业，学制2年，该年招生280人。
1962年，全国高校院系再次调整，将海南黎族苗族自治区师范专科学校、海南工业专科学校、海南教师进修学校、先后并入海南师范专科学校，是当时广东省保留下来的唯一的一所高等师范专科学校。
1966年，文化大革命爆发，大学停办。
1983年，重新招收本科。
1984年，海南师范专科学校撤销。
1986年，学校复办，恢复海南师范学院校名。
1978年，琼台师范学校创建。
1979年，琼台师范学校改名为海南教师进修学院。
1985年，海南教师进修学院更名为海南教育学院。
1999年，海南师范学院与海南教育学院合并，组建成新海南师范学院。
2003年，国务院学位委员会批准该校增列为硕士学位授予单位。
2004年，教育部同意在学校原有基础上筹建海南师范大学。
2007年，学校正式更名为海南师范大学，并在教育部本科教学工作水平评估中荣获“优秀”。
2008年，学校被海南省人民政府列为海南省属重点大学进行建设，同年秋，文学院、信息技术学院、外国语学院和经管学院入驻海口市桂林洋大学城。
2010年，化学与化工学院、政法学院迁入海南师范大学桂林洋校区国务院学位办正式将学校列为新增博士学位授予权建设单位。
2012年，教育科学学院迁入海南师范大学桂林洋校区。
2013年，经国务院学位委员会批准为博士学位授予权单位。
2014年，在马来西亚创办孔子学院。
2015年，海南省人民政府与教育部签订共建海南师范大学协议与海南省委宣传部共建新闻传播影视学院与海口市共建国家大学科技园。
