Xã Đồng Bài nằm ở phía đông bắc của đảo Cát Hải và có vị trí quan trọng về kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng của huyện Cát Hải. Phía tây bắc giáp thị xã Quảng Yên, tỉnh Quảng Ninh; đông bắc và đông giáp xã Phù Long qua cửa sông Đồn (cửa Lạch Huyện); phía nam giáp thị trấn Cát Hải, xã Văn Phong; phía tây giáp xã Nghĩa Lộ. Xã Đồng Bài có diện tích 9.98 km², dân số năm 2020 là 1.596 người, mật độ dân số đạt 160 người/km². Xã được chia thành 3 thôn: Thôn Chấn, Thôn Trung và Thôn Đoài.
Đồng Bài xưa là một xã thuộc tổng An Khoái (thời Pháp thuộc đổi thành tổng Đôn Lương), huyện Nghiêu Phong (trước là Ân Phong, Chỉ Phong, Hoa Phong) tỉnh Quảng Yên. Sau cách mạng tháng Tám năm 1945, xã Đồng Bài hợp với xã Nghĩa Lộ thành xã Phú Yên, năm 1948 tách ra như cũ. Cuối năm 1956, xã Đồng Bài cùng huyện Cát Hải chuyển về thành phố Hải Phòng.
Tương truyền Đình và miếu của Đồng Bài thờ Thành hoàng Cao Sơn, Qúy Minh, anh em kết nghĩa của thần núi Tản Viên. Do bão tố, loạn lạc, dân làng không giữ được ngọc phả, thần tích nên không rõ sự tích. Ngài được thờ bằng long ngai, bài vị. Trước năm 1938, đình còn lưu giữ được 5 sắc phong các đời: Năm Tự Đức thứ 13 (1861), lưu ở thôn Chấn; Đồng Khánh thứ 2 (1887), lưu ở thôn Trung; Thành Thái thứ I (1889), lưu ở thôn Đoài; Duy Tân thứ 3 (1909), lưu ở thôn Chấn và thôn Trung. Đặc biệt, hai thôn này có lệ giao hiếu, mỗi thôn thờ bài vị, sắc phong các vị thành hoàng ở đình làng mình một lần. Ngày tế lễ hàng năm: ngày 4/1 (âm lịch) là tiểu kỳ phúc, ngày 12/6 là đại kỳ phúc. Ngoài Cao Sơn Qúi Minh, hai thôn Chấn và Trung còn thờ 2 vị Tiên Công, ở miếu. Thôn Chấn thờ vị tên huý là Hoàng Độ. Thôn Trung thờ vị tên huý là Hoàng Phúc. Tương truyền đây là 2 vị có công chiêu dân lập ấp, dậy nghề cho mọi người, cả hai được thờ bằng bài vị.
Người dân Đồng Bài trải qua bao thăng trầm của lịch sử, thiên tai, bão lụt nhưng với tình yêu quê hương, hàng năm họ vẫn tổ chức các lễ hội truyền thống, hình thành những phong tục tốt đẹp, đậm bản sắc văn hóa của dân cư miền biển. Trong gian khó họ càng đoàn kết, yêu thương đùm bọc lẫn nhau, sống nghĩa tình, chất phát; cần cù, sáng tạo trong lao động; dũng cảm, kiên cường trong chống chọi với thiên nhiên khắc nghiệt. Người dân Đồng Bài còn mang đậm tình yêu quê hương, đất nước.