Khu phố cổ được hình thành từ đầu thế kỷ 20, ban sơ chỉ có vài gia đình người
Mông, người
Tày và người
Hoa sinh sống, dần dần có thêm nhiều cư dân địa phương khác tìm đến. Nhìn tổng thể, khu phố cổ mang đậm dấu ấn kiến trúc của người Hoa với những ngôi nhà hai tầng lợp ngói âm dương, những chiếc đèn lồng đỏ cao cao...
Từ trên cao nhìn xuống, bên ba dãy
chợ xếp thành hình chữ U lợp ngói âm dương là hai dãy phố cổ chạy vào chân núi. Một khu dân cư chủ yếu là người
Tày với hàng chục ngôi nhà cũ dựng bởi những người thợ ở
Tứ Xuyên sang làm thuê và được xem như một phần quan trọng của phố cổ
Đồng Văn. Theo tài liệu từ một cuộc hội thảo về phố cổ
Đồng Văn thì tại khu vực này còn khoảng trên dưới 40 ngôi nhà cổ có tuổi đời trên dưới 100 năm, cá biệt có những ngôi nhà gần 200 năm như nhà ông Lương Huy Ngò, người Tày và được xây dựng từ khoảng năm 1860.
Kiến trúc ở đây phổ biến là nhà hai tầng trình tường, lợp ngói âm dương. Riêng khu vực chợ Đồng Văn, còn có nhiều nhà cổ kiểu ống để tận dụng mặt tiền như
phố cổ Hà Nội. Từ năm 2006, huyện Đồng Văn đã tổ chức mỗi tháng 3 "đêm phố cổ" vào các ngày 14, 15, 16 âm lịch.