Phần lớn địa bàn thị trấn Vĩnh Trụ trước đây vốn là xã Đồng Lý thuộc huyện Lý Nhân.

Ngày 13 tháng 2 năm 1987, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 26/HĐBT thành lập thị trấn Vĩnh Trụ trên cơ sở 175,84 ha với 3.518 người của xã Đồng Lý và 3,15 ha của xã Đức Lý.[1]

Trước khi sáp nhập, thị trấn Vĩnh Trụ có diện tích 1,92 km², dân số là 5.622 người, mật độ dân số đạt 2.928 người/km². Xã Đồng Lý có diện tích 3,19 km², dân số là 5.264 người, mật độ dân số đạt 1.650 người/km².

Ngày 17 tháng 12 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 829/NQ-UBTVQH14 về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp huyện, cấp xã thuộc tỉnh Hà Nam (nghị quyết có hiệu lực từ ngày 1 tháng 1 năm 2020)[3]. Theo đó, sáp nhập toàn bộ diện tích và dân số của xã Đồng Lý vào thị trấn Vĩnh Trụ.