Trước đây, Đồng Văn là một xã thuộc huyện Đồng Văn.

Ngày 31 tháng 3 năm 2009, Chính phủ ban hành Nghị định 11/NĐ-CP[1]. Theo đó:

• Điều chỉnh 617,87 ha diện tích tự nhiên và 1.092 người của xã Đồng Văn về xã Thài Phìn Tủng quản lý
• Thành lập thị trấn Đồng Văn, thị trấn huyện lỵ huyện Đồng Văn trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của xã Đồng Văn sau khi điều chỉnh địa giới hành chính.

Sau khi thành lập, thị trấn Đồng Văn có 3.030,65 ha diện tích tự nhiên và 5.935 người.