Sau năm 1975, Đồng Quang là một xã thuộc thành phố Thái Nguyên.

Ngày 8 tháng 4 năm 1985, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định số 109-HĐBT.[4] Theo đó, thành lập phường Đồng Quang trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của xã Đồng Quang.

Ngày 11 tháng 7 năm 1994, Chính phủ ban hành Nghị định số 64-CP, thành lập phường Quang Trung trên cơ sở một phần diện tích và dân số của phường Đồng Quang. Do vậy, hiện nay mặc dù mang tên là "Đồng Quang" song chợ Đồng Quang và ga Đồng Quang không nằm trên địa phận của phường mà nằm trên phường Quang Trung.

Đến năm 2019, phường Đồng Quang được chia thành 18 tổ dân phố, đánh số từ 1 tới 18.

Ngày 11 tháng 12 năm 2019, sáp nhập ba tổ dân phố 1, 2, 3 thành tổ dân phố 1, đổi tên tổ dân phố 4 thành tổ dân phố 2, sáp nhập tổ dân phố 5 và một phần tổ dân phố 6 thành tổ dân phố 3, sáp nhập phần còn lại của tổ dân phố 6 và hai tổ dân phố 8, 9 thành tổ dân phố 4, đổi tên tổ dân phố 7 thành tổ dân phố 5, đổi tên tổ dân phố 10 thành tổ dân phố 6, sáp nhập tổ dân phố 12 và một phần tổ dân phố 11 thành tổ dân phố 8, đổi tên phần còn lại của tổ dân phố 11 thành tổ dân phố 7, đổi tên tổ dân phố 13 thành tổ dân phố 9, đổi tên tổ dân phố 14 thành tổ dân phố 10, sáp nhập hai tổ dân phố 15 và 16 thành tổ dân phố 11, sáp nhập hai tổ dân phố 17 và 18 thành tổ dân phố 12.[5]