เนื่องจากชุมชนอำเภอหล่มเก่าในสมัยนั้น ไม่มีสถานศึกษาระดับชั้นมัธยมศึกษาสำหรับกุลบุตร กุลธิดาประชาชนจึงได้พร้อมกันเสนอให้ทางราชการ โดยมีกระทรวงศึกษาธิการจัดตั้งโรงเรียนมัธยมในท้องถิ่นเพื่อเป็นสถานศึกษาแก่ประชาชนโดยทั่วไปขึ้น  โรงเรียนหล่มเก่าพิทยาคมเดิมชื่อ  “โรงเรียนหล่มเก่า” ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่  16  พฤษภาคม 2493   ตั้งอยู่ข้างที่ว่าการอำเภอหล่มเก่า จำนวน 2 ห้องเรียน เปิดสอนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีที่ดินจำนวน  5 ไร่  80 ตารางวา  โดยมีนายสัญชัย  เปศรัตน์เป็นครูใหญ่คนแรก  (พ.ศ.2549-2595)
          พ.ศ. 2515 โรงเรียนได้พิจารณาสถานที่แห่งใหม่ เป็นที่ดินสาธารณประโยชน์ ที่โคกกุง หมู่ที่ 5ตำบลหล่มเก่าอำเภอหล่มเก่า จังหวัดเพชรบูรณ์ มีพื้นที่ประมาณ 300 ไร่ ความยาวของื้นที่ตามแนวถนนสายหล่มสัก-เลยยาวประมาณ 800 เมตร กว้างประมาณ 600 เมตร และก่อสร้างอาคารประกอบอาหาร
เกษตร บ้านพักครูและบ้านพักนักการภารโรง  ตามลำดับ
พ.ศ. 2516 โรงเรียนได้รับการอนุมัติให้ก่อสร้างอาคารเรียนจากกรมสามัญศึกษากระทรวงศึกษาธิการโดยใช้เงินงบประมาณแผ่นดินก่อสร้างอาคารหลังแรก เป็นอาคารเรียนแบบ 216ค จำนวน 1 หลัง โรงเรียนได้ย้ายนักเรียนบางส่วนมาเรียน ณ ที่แห่งใหม่
          พ.ศ. 2517 โรงเรียนได้ย้ายนักเรียนมาเรียนสถานที่แห่งใหม่ทั้งหมด
          พ.ศ. 2519 โรงเรียนได้เปลี่ยนจากชื่อ “โรงเรียนหล่มเก่า” เป็น “โรงเรียนหล่มเก่าพิทยาคม”
          ปัจจุบันโรงเรียนเรียนหล่มเก่าพิทยาคม  ตั้งอยู่ที่    508 หมู่ 5  ริมถนนหล่มสัก – เลย (ที่ตั้งปัจจุบัน) มีพื้นที่ 384 ไร่ 3 งาน 80 ตารางวา เปิดสอนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1- 6 ผู้อำนวยการคนปัจจุบัน  คือ  นางบุศราภรณ์  คำแก้ว ผู้อำนวยการโรงเรียนหล่มเก่าพิทยาคม