Địa bàn phường Phan Bội Châu hiện nay trước đây vốn là phường Phan Bội Châu và phường Phạm Hồng Thái thuộc quận Hồng Bàng.

Trước khi sáp nhập, phường Phan Bội Châu có diện tích 0,15 km², dân số là 5.895 người, mật độ dân số đạt 39.300 người/km². Phường Phạm Hồng Thái có diện tích 0,14 km², dân số là 2.515 người, mật độ dân số đạt 17.964 người/km².

Ngày 10 tháng 1 năm 2020, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 872/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã thuộc thành phố Hải Phòng (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 2 năm 2020)[2]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của phường Phạm Hồng Thái vào phường Phan Bội Châu.