Hệ thống đường giao thông tương đối tốt, Quốc lộ 4C từ trung tâm tỉnh Hà Giang lên đến trung tâm huyện và đoạn đi qua huyện Đồng Văn nối liền với huyện Mèo Vạc. Ngoài ra còn hệ thống đường Tỉnh lộ ra cửa khẩu Phó Bảng và các đường liên xã đều đã được rải nhựa. Bình quân từ trung tâm huyện đến các xã chiều dài 26 km, xã xa nhất 42 km (xã Sủng Trái), xã gần nhất (trừ thị trấn Đồng Văn) là 6 km (xã Tả Lủng).

Trên địa bàn huyện có 49 công trình thủy lợi kiên cố, tổng chiều dài các tuyến công trình là: 89.470 m, phục vụ cho 809 ha, nhưng hầu như các công trình đều không có đập đầu mối, chủ yếu sử dụng các nguồn tự nhiên nước mưa, các khe lạch nhỏ.  

Nguồn cung cấp điện cho huyện hiện nay do mạng lưới Quốc gia cung cấp và từ thủy điện Séo Hồ.