Đến năm 2019, phường Duyên Hải có diện tích 3,76 km², dân số là 10.831 người, mật độ dân số đạt 2.881 người/km².

Ngày 11 tháng 2 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 896/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp huyện, cấp xã thuộc tỉnh Lào Cai (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 3 năm 2020)[2]. Theo đó:

• Điều chỉnh 2,05 km² diện tích tự nhiên và 650 người thuộc các thôn: Kim Thành 1, Kim Thành 2 của xã Quang Kim, huyện Bát Xát; 3,32 km² diện tích tự nhiên và 1.444 người thuộc các thôn: Làng Đen, Kim Thành, Lục Cẩu của xã Đồng Tuyển vào phường Duyên Hải
• Điều chỉnh 1,89 km² diện tích tự nhiên và 8.713 người của phường Duyên Hải vào phường Cốc Lếu.

Sau khi điều chỉnh, phường Duyên Hải có diện tích 7,24 km², dân số là 4.212 người.