Phố cổ Đồng Văn nằm ở trung tâm huyện lỵ Đồng Văn. Xưa kia, Đồng Văn thuộc tổng Đông Quan, châu Bình Nguyên, phủ Tương Yên, sau đó thuộc châu Bảo Lạc do một Quan Đạo người Tày, họ Nông ở Bảo Lạc cai quản. Khi thực dân Pháp chiếm đóng, chúng tách Đồng Văn ra khỏi Bảo Lạc. Hoà bình lập lại, năm 1962 Đồng Văn tách ra làm 3 huyện: Đồng Văn, Yên Minh, Mèo Vạc.
Tổng thể kiến trúc các ngôi nhà trong khu phố cổ có nét khá tương đồng: Cột gỗ, có 2 tầng (tầng gác và tầng trệt); tường chình đất, một số thì xây bằng gạch dầy 0,50m, các vì kèo, cột gỗ được làm bằng gỗ nghiến, thông đá không có mộng thắt, chạm trổ cầu kỳ nhưng kết cấu gỗ hiện nay còn khá nguyên vẹn.
Mái lợp ngói âm dương - một loại ngói đặc trưng của đồng bào các dân tộc thiểu số ở vùng biên giới phía Bắc. Với hơn 20 ngôi nhà có niên đại trên dưới 100 năm tuổi ở Phố cổ Đồng Văn thì cổ nhất là nhà của dòng họ Lương, được xây dựng vào khoảng năm 1890. Vào những phiên chợ chính, khu vực Phố cổ Đồng Văn trở nên đông vui tấp nập. Tại đây, trưng bày các sản phẩm, sản vật của địa phương. Ngoài ra, chợ còn là nơi giao lưu văn hóa của các dân tộc. Các hoạt động văn hóa tại đây được diễn ra rất độc đáo, tạo thêm một điểm nhấn cho khu Phố cổ Đồng Văn. Năm 2009, Phố cổ Đồng Văn được Bộ Văn hoá, Thể thao và Du lịch xếp hạng Di tích kiến trúc nghệ thuật quốc gia.