Trước đây, Đông Mai là một xã thuộc huyện Yên Hưng.

Ngày 6 tháng 3 năm 1984, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 37-HĐBT[3]. Theo đó, tách thôn Khoái Lạc thuộc xã Đông Mai để thành lập xã Sông Khoai.

Sau khi điều chỉnh địa giới hành chính, xã Đông Mai còn lại 3 thôn: Biểu Nghị, Trại Thành, Trại Cọ.

Ngày 25 tháng 11 năm 2011, Chính phủ ban hành Nghị quyết 100/NQ-CP[1]. Theo đó, chuyển huyện Yên Hưng thành thị xã Quảng Yên và thành lập phường Đông Mai trên cơ sở toàn bộ 1.683,47 ha diện tích tự nhiên, 6.582 người của xã Đông Mai.