โรงเรียนสอยดาววิทยา เป็นโรงเรียนระดับมัธยมศึกษาแห่งแรกของตำบลทรายขาว อำเภอโป่งน้ำร้อน จังหวัดจันทบุรี ก่อตั้งขึ้นตามเจตนารมณ์ของพ่อค้า ประชาชนและผู้ปกครองที่ต้องการให้บุตรหลานได้ศึกษาต่อระดับมัธยมศึกษาในโรงเรียนใกล้บ้าน จึงแต่งตั้งคณะกรรมการดำเนินการติดต่อประสานงานกับกรมสามัญศึกษา เพื่อขออนุญาตจัดตั้งโรงเรียนมัธยมประจำตำบลขึ้น ซึ่งในครั้งนั้น คุณโกศล เกษมศานติ์ คหบดีชาวจันทบุรีได้มีจิตศรัทธาบริจาคที่ดินจำนวน 50 ไร่ ให้เป็นสถานที่ก่อสร้างโรงเรียนในปัจจุบัน นอกจากนี้ชุมชนยังได้ร่วมกันจัดงานวันสงกรานต์เพื่อเป็นการระดมทุนและร่วมกันบริจาคทรัพย์สินสมทบทุนในการก่อสร้างอาคารเรียนชั่วคราว 8 ห้องเรียน จำนวน 1 หลัง ต่อมาโรงเรียนได้รับการจัดสรรงบประมาณจากกรมสามัญศึกษา กระทรวงศึกษาธิการให้ก่อสร้างอาคารเรียนแบบ 008 ซึ่งเป็นอาคารเรียนถาวรหลังแรกของโรงเรียนและตั้งชื่ออาคารว่า “อาคารเกษมศานติ์” เพื่อเป็นเกียรติแก่คุณโกศล เกษมศานติ์ ผู้บริจาคที่ดิน ซึ่งในเวลาต่อมา คุณโกศล เกษมศานติ์ ได้บริจาคที่ดินเพิ่มอีก รวมมีพื้นที่โรงเรียนในปัจจุบันทั้งหมด 71 ไร่ 59 ตารางวา
วันที่ 22 พฤษภาคม พ.ศ. 2521 กรมสามัญศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ ได้ประกาศให้เป็นโรงเรียนมัธยมศึกษาประจำตำบลทรายขาว ชื่อว่า “โรงเรียนทรายขาววิทยา” และเปิดทำการเรียนการสอนอย่างเป็นทางการ โดยมีนักเรียนแรกเข้า จำนวน 137 คน จำแนกเป็น ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 (ม.ศ.1) จำนวน 2 ห้อง ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 (ม.1) จำนวน 2 ห้อง มีครูจำนวน 5 คน โดยมี นายวิศิษฎ์ สุมิตร ตำแหน่งอาจารย์ 2 โรงเรียนศรียานุสรณ์ จังหวัดจันทบุรี ปฏิบัติหน้าที่ตำแหน่งครูใหญ่คนแรกและต่อมาโรงเรียนได้รับการสนับสนุนครูและงบประมาณเพิ่มขึ้นเป็นลำดับ
พ.ศ.2527 สำนักงานโครงงานพิเศษ กรมสามัญศึกษา ได้พิจารณาให้เข้าร่วมโครงการโรงเรียนมัธยมเพื่อพัฒนาชนบท (มพช.2 รุ่น 2) และพ.ศ. 2528 เข้าร่วมโครงการโรงเรียนมัธยมเพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิต (รพช.ส.)
พ.ศ.2528 ได้ดำเนินการขอเปลี่ยนชื่อโรงเรียนและวันที่ 16 ธันวาคม พ.ศ. 2529 จึงได้รับอนุญาตให้เปลี่ยนชื่อโรงเรียนเป็น “โรงเรียนสอยดาววิทยา” เพื่อให้สอดคล้องกับชื่อของกิ่งอำเภอสอยดาวในขณะนั้น (ปัจจุบันคืออำเภอสอยดาว) ปีการศึกษา 2530 เปิดทำการสอนในระดับมัธยมศึกษาตอนปลายและในปีการศึกษา 2532 มีนักเรียนที่จบการศึกษาระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 (ม.6) รุ่นแรก ซึ่งถือว่าเป็นรุ่นบุกเบิกของโรงเรียน ได้สร้างชื่อเสียงและเกียรติประวัติสอบเข้าศึกษาต่อในระดับที่สูงขึ้นเป็นจำนวนมาก
