Xã Đồng Tâm được thành lập trên cơ sở điều chỉnh 197,78 ha diện tích tự nhiên của xã Đồng Lạc; 72,73 ha diện tích tự nhiên của xã Tân Sỏi; 107,76 ha diện tích tự nhiên của xã Hồng Kỳ; 147,35 ha diện tích tự nhiên của xã Phồn Xương; 40,26 ha diện tích tự nhiên của xã Tam Hiệp; 51,83 ha diện tích tự nhiên của xã Đồng Vương; 2.901 người của thị trấn Nông trường Yên Thế (giải thể)[1].

Xã Đồng Tâm có diện tích: 617,71 ha [1], dân số (năm 2008) là 2.901 người[1].

Địa giới hành chính:

• Phía Đông giáp xã Hồng Kỳ
• Phía Tây giáp thị trấn Phồn Xương và xã Đồng Lạc
• Phía Nam giáp xã Tân Sỏi, xã Đồng Kỳ
• Phía Bắc giáp xã Đồng Vương, xã Tam Hiệp.