Phường Duyên Hải được thành lập theo Nghị quyết số 1687/NQ-UBTVQH15 ngày 16/6/2025 của Ủy ban thường vụ Quốc hội khóa XV về việc sắp xếp các đơn vị hành chính cấp xã của tỉnh Vĩnh Long năm 2025. Phường Duyên Hải là sự sáp nhập của xã Long Toàn, Phường 1, xã Dân Thành trực thuộc thị xã Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh (cũ).

Phía đông giáp phường Trường Long Hòa; phía tây giáp xã Long Thành; phía nam giáp xã Đông Hải; phía bắc giáp xã Ngũ Lạc và xã Long Hữu.

Sau khi sáp nhập, phường Duyên Hải có 69,63 km² diện tích tự nhiên và dân số 24.356 người. Mật độ dân số trung bình là 349 người/km². Phường có 10 ấp (Long Điền, Giồng Trôm, Giồng Ổi, Bào Sen, Thống Nhất, Phước An, Mù U, Cồn Ông, Giồng Giếng, Láng Cháo) và 07 khóm (Khóm 1, Khóm 2, Khóm 3, Khóm 4, Khóm Bến Chuối, Khóm Phước Trị, Khóm Long Thạnh).

Do là phường đồng bằng ven biển nên địa hình tự nhiên Duyên Hải khá thấp, tương đối bằng phẳng và mang tính chất rất đặc thù với những giồng cát hình cánh cung chạy dài song song với bờ biển. Bờ biển Duyên Hải có mỏ cát đen phong phú với hàm lượng titan lớn, đây được xem là nguyên liệu chính phục vụ cho ngành công nghiệp. Ngoài ra, Duyên Hải còn có mỏ nước khoáng nóng  được các nhà khoa học đánh giá là giàu khoáng chất và trữ lượng lớn thuận lợi cho ngành công nghiệp và dịch vụ.