Trước đây xã có tên là xã Phấn Trì.

Xã Đồng Sơn được chia thành 7 thôn: Tân Mỹ (Thôn Sở), Chùa, Sòi, Đồng Sau, Phấn Sơn, Đồng Quan, Đồng Sung.

Trụ sở ủy ban nhân xã, trường trung học và tiểu học của xã hiện nằm tại Thôn Chùa. Bưu điện văn hóa xã đóng tại Thôn Tân Mỹ. Tuy là một xã miền núi nhưng toàn xã chỉ có Thôn Phấn Sơn là có núi, thuộc dãy núi Nham Biền huyền thoại.