Thị trấn Đông Khê được thành lập vào ngày 11 tháng 8 năm 1999 trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của xã Thượng Pha, 318,3 ha diện tích tự nhiên và 1.112 người của xã Lê Lai.[1]

Sau khi thành lập, thị trấn Đông Khê có 1.497,32 ha diện tích tự nhiên và 3.704 người.

Đến năm 2019, thị trấn Đông Khê được chia thành 5 tổ dân phố, đánh số từ 1 tới 5 và 10 xóm: Đoỏng Lẹng, Nà Báng, Nà Cúm, Nà Dề, Nà Luồng - Thôm Pò, Pò Diểu, Pò Hẩu, Sằng Péc, Chang Khuê, Khau Trường.

Ngày 9 tháng 9 năm 2019, sáp nhập tổ dân phố 5 vào tổ dân phố 1, sáp nhập tổ dân phố 4 vào tổ dân phố 2, sáp nhập xóm Khau Trường vào xóm Nà Dề, sáp nhập xóm Nà Cúm vào xóm Nà Báng, sáp nhập xóm Pò Diểu, Pò Hẩu, Nà Luồng - Thôm Pò thành xóm Nà Luồng.[3]