Chợ Đồng Xuân nằm trong khu phố cổ, phía tây là phố Đồng Xuân, phía bắc là phố Hàng Khoai, phía nam là phố Cầu Đông, phía đông là ngõ chợ Đồng Xuân.
Cổng chợ nhìn sang phía tây, phía trước là một khoảng trống nhỏ. Phía Bắc có quán Huyền Thiên- sau đổi thành chùa Huyền Thiên. Ngay sát sau chợ là chợ Bắc Qua. Vì vậy nhiều người gọi cả hai là chợ Đồng Xuân - Bắc Qua.
Ở góc tây bắc của chợ có đài Cảm tử, kỷ niệm ngày Toàn quốc kháng chiến.
Trong thời gian xây dựng lại Thành Thăng Long vào mùa hạ năm Giáp Tí, 1804, Tổng Trấn Nguyễn Văn Thành dưới triều đại Nguyễn đã cho đặt ngôi chợ lớn ở cửa chính đông, hay còn gọi là chợ Đồng Xuân ngày nay.
Chợ Đồng Xuân tuy nằm trong khu phố cổ nhưng có tuổi đời trẻ hơn rất nhiều so với các phố xung quanh. Trước kia đây là khu đất trống thuộc phường Đồng Xuân, huyện Thọ Xương nằm trước quán Huyền Thiên (sau đổi thành chùa Huyền Thiên). Người dân họp chợ trên hai khu đất ở cạnh chùa Cầu Đông ở phố Hàng Đường và cạnh đền Bạch Mã ở phố Hàng Buồm vì hai khu đất đó gần bến sông, tiện cho thuyền đi lại.