โรงเรียนทองแสนขันวิทยา เป็นโรงเรียนแบบสหศึกษาระดับมัธยมศึกษา ประจำอำเภอทองแสนขัน จังหวัดอุตรดิตถ์ สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาพิษณุโลก อุตรดิตถ์ สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ มีที่ตั้งอยู่ระหว่างทางหลวงหมายเลข 1245 สายบ้านแสนขัน – บ้านนาลับแลง ตั้งอยู่ในที่ดินราชพัสดุ มีเนื้อที่ 55 ไร่ 3 งาน 22 ตารางวา หมู่ที่ 9 บ้านบ่อทอง ตำบลบ่อทอง อำเภอทองแสนขัน จังหวัดอุตรดิตถ์ รหัสไปรษณีย์ 53230 อยู่ห่างจากตัวจังหวัดไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ประมาณ 34 กิโลเมตร
โรงเรียนทองแสนขันวิทยา ได้รับอนุญาตให้เปิดทำการสอนตามประกาศกระทรวงศึกษาธิการเมื่อวันที่ 1 มิถุนายน พ.ศ. 2519 โดยใช้ชื่อว่า โรงเรียนบ่อทองวิทยา ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำตำบลขึ้นกับอำเภอตรอน จังหวัดอุตรดิตถ์ เมื่อเริ่มก่อตั้ง ได้อาศัยอาคารของศูนย์เยาวชนตำบลบ่อทองเป็นที่เรียน มีนักเรียนจำนวน 54 คน ครู 3 คน ยังไม่มีนักการภารโรง ต่อมาในปีเดียวกันได้ย้ายมาอยู่ในที่ตั้งปัจจุบันซึ่งเป็นที่สาธารณประโยชน์ ตั้งอยู่หมู่ที่ 9 ตำบลบ่อทอง อำเภอทองแสนขัน จังหวัดอุตรดิตถ์ มีเนื้อที่ในขณะนั้น จำนวน 135.5 ไร่ ต่อมาในปี พ.ศ. 2521 นายเลอเดช เจษฎาฉัตร ดำรงตำแหน่งผู้ว่าราชการจังหวัดได้แบ่งเนื้อที่ส่วนหนึ่งเพื่อจัดทำโครงการจัดสรรที่ดินทำกินให้แก่ราษฎรในหมู่บ้านบ่อทองจึงเหลือเนื้อที่ ในปัจจุบันจำนวน 55 ไร่ 3 งาน 22 ตารางวา
ในปี พ.ศ. 2536 โรงเรียนบ่อทองวิทยา ได้เปิดสอนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย จำนวน 1 ห้อง และมีนักเรียนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงปัจจุบัน
ในปี พ.ศ. 2537 โรงเรียนบ่อทองวิทยา ได้รับคัดเลือกให้ได้รับรางวัล “โรงเรียนรางวัลพระราชทาน” ประเภทโรงเรียนมัธยมศึกษาขนาดเล็ก
เนื่องจากโรงเรียนบ่อทองวิทยาเป็นโรงเรียนมัธยมศึกษาประจำอำเภอ และกระทรวงมหาดไทย ได้ประกาศตั้งอำเภอทองแสนขันขึ้น ดังนั้นจึงเปลี่ยนชื่อจาก โรงเรียนบ่อทองวิทยา เป็น โรงเรียนทองแสนขันวิทยา ตามประกาศกระทรวงศึกษาธิการ เมื่อวันที่ 3 สิงหาคม พ.ศ. 2539