Trước đây, xã Đôn Châu thuộc huyện Trà Cú.

Ngày 15 tháng 9 năm 1981, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 69-HĐBT[3]. Theo đó, chia xã Đôn Châu thành hai xã Đôn Châu và Đôn Xuân.

Ngày 15 tháng 5 năm 2015, Ủy ban thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 934/NQ-UBTVQH13[2]. Theo đó, chuyển toàn bộ 3.128,81 ha diện tích tự nhiên và 12.667 người của xã Đôn Châu về huyện Duyên Hải quản lý.