Vùng đất thuộc xã Đồng Lương ngày nay, vào thời Nguyễn gồm bốn xã là Tự Lạc, Đồng Lạc, Trung Lương và Tâm Chính. Thời thuộc Pháp, là hai xã Đồng Lạc (sáp nhập Tự Lạc với Đồng Lạc) tương đương với mường Khạt và Lương Chính (sáp nhập Trung Lương và Tâm Chính) tương đương với mường Chếnh, thuộc tổng Quang Chánh của châu Lang Chánh[1]. Cho đến trước Cách mạng tháng Tám (1945), thuộc tổng Quy Chính.[5]

Năm 1949, hai xã Đồng Lạc và Lương Chính sáp nhập thành xã Đồng Lương, tên gọi Đồng Lương chính thức có từ đây.[1]

Năm 1991, một phần diện tích và dân số của các xã Quang Hiến và Đồng Lương (làng Lưỡi và phố Ngã ba Đồng Lương) được tách ra để thành lập thị trấn Lang Chánh.[1]