Trước Cách mạng Tháng Tám năm 1945, địa bàn phường Đồng Nguyên hiện nay tương ứng với bốn xã Vĩnh Kiều, Lễ Xuyên, Tam Lư và Cẩm Đường thuộc tổng Tam Sơn, huyện Đông Ngàn.[3]

Sau Cách mạng tháng Tám năm 1945, đơn vị hành chính cấp tổng bị giải thể, đơn vị hành chính cấp xã cũ được giữ nguyên và trực thuộc huyện Từ Sơn. Năm 1948, các xã Tam Lư, Vĩnh Kiều và Lễ Xuyên hợp nhất thành xã Lư Vĩnh Xuyên.[3]

Ngày 9 tháng 7 năm 1949, Ủy ban Kháng chiến Hành chính Liên khu I ra Quyết định số 422PC/2 sáp nhập hai xã Cẩm Đường và Lư Vĩnh Xuyên thành xã Đồng Nguyên.[3]

Ngày 24 tháng 9 năm 2008, Chính phủ ban hành Nghị định 01/NĐ-CP[1]. Theo đó:

• Chuyển huyện Từ Sơn thành thị xã Từ Sơn
• Điều chỉnh 25,7 ha diện tích tự nhiên và 1.121 người của xã Đồng Nguyên về phường Đông Ngàn mới thành lập
• Thành lập phường Đồng Nguyên thuộc thị xã Từ Sơn trên cơ sở toàn bộ 688,29 ha diện tích tự nhiên và 15.423 người còn lại của xã Đồng Nguyên.