อำเภอดอนตาลแบ่งเขตการปกครองย่อยออกเป็น 7 ตำบล 63 หมู่บ้าน ได้แก่

1.ดอนตาล 12 หมู่บ้าน

2.โพธิ์ไทร     7 หมู่บ้าน

3.ป่าไร่   11  หมู่บ้าน

4.เหล่าหมี  10 หมู่บ้าน

5.บ้านบาก  7 หมู่บ้าน

6.นาสะเม็ง 9 หมู่บ้าน

7.บ้านแก้ง 7 หมู่บ้าน

อำเภอดอนตาลเดิมเป็นแหล่งชุมชนโบราณที่มีพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ยาวนานมาไม่น้อยกว่า 2,000 ปี โดยปรากฏหลักฐานภาพเขียนสี (ฮูบแต้ม) โบราณในสมัยก่อนประวัติศาสตร์บริเวณผาแต้มของภูสระดอกบัว นอกจากนี้ยังมีการค้นพบกลองกบหรือกลองมโหระทึกขนาดใหญ่และใบเสมาสมัยศรีโคตรบูรบริเวณวัดเวินชัยมงคลด้วย ต่อมาในตำนานโบราณกล่าวว่า สมัยอาณาจักรล้านช้างได้มีชนชั้นปกครองพระนามว่า อาชญาพระปุมลุมและ อาชญาแม่หม่อมการ ผู้เป็นชายาได้อพยพผู้คนจากฝั่งซ้ายแม่น้ำโขงมาตั้งหมู่บ้านบริเวณดอนตาลริมฝั่งแม่น้ำโขง ตรงข้ามเกาะหัวดอนตาลซึ่งเป็นเกาะกลางลำแม่น้ำโขงที่มีต้นตาลอยู่เป็นจำนวนมาก อาชญาพระปุมลุมได้รับการสถาปนาเป็นกวานบ้านและตั้งนามบ้านว่า บ้านดอนตาล ตามชื่อเกาะกลางลำแม่น้ำโขง ประมาณ ๑๐๐ ปีผ่านไปบ้านดอนตาลได้เกิดภาวะแห้งแล้งอดอยากและบังเกิดโรคห่า (อหิวาตกโรค) ขึ้น เป็นเหตุให้ผู้คนเจ็บป่วยล้มตายลงเป็นจำนวนมาก ชาวบ้านจึงอพยพจากริมฝั่งแม่น้ำโขงขึ้นมาตั้งบ้านเรือนห่างจากบ้านดอนตาลเดิมประมาณ 1 กิโลเมตร ซึ่งเป็นที่ตั้งของบ้านดอนตาลในปัจจุบัน ต่อมาได้มีเจ้านายลาวอีก ๓ กลุ่ม ได้อพยพผู้คนมาอาศัยอยู่ในบ้านตอนตาลทำให้ประชากรของบ้านดอนตาลเพิ่มจำนวนมากขึ้น ชาวลาวกลุ่มแรกอพยพมาจากเมืองหนองบัวลุ่มภูหรือเมืองจำปานครกาบแก้ว (จังหวัดหนองบัวลำภูในปัจจุบัน) ซึ่งนำโดย อาชญาท้าวซาวมุงคุณ (อาชญาชาวมงคล)

ต่อมาในสมัยหลังรัชกาลสมเด็จพระเจ้าสุริยวงศามหาธรรมิกราช (พ.ศ. 2181 - 2238) แห่งนครเวียงจันทน์ เจ้าจารย์จันทสุริยวงศ์ซึ่งเป็นพระโอรสในเจ้าศรีวิชัย (เจ้าศรีวรมงคล) และเป็นพระราชนัดดาในพระเจ้าศรีวรวงษาธิราช (เจ้ามหาอุปราชศรีวรวังโส) พระมหากษัตริย์แห่งนครเวียงจันทน์ (พ.ศ. ๒๑๑๘-๒๑๒๓) ได้อพยพไพร่พลไปสร้างเมืองหลวงโพนสิมร้างที่เมืองสุวรรณเขต (แขวงสุวรรณเขตในปัจจุบัน) ภายหลังจากพระองค์พิราลัยแล้ว พระโอรสทั้ง ๓ พระองค์ได้แยกย้ายกันออกไปปกครองบ้านเมืองแถบริมฝั่งแม่น้ำโขงและแผ่นดินภาคอีสาน ได้แก่ เจ้าแก้วมงคล (ท้าวแก้วบุรม) อพยพไพร่พลไปสร้างเมืองท่งศรีภูมิ ต่อมาคือเมืองสุวรรณภูมิราชบุรียประเทษราช (อำเภอสุวรรณภูมิ จังหวัดร้อยเอ็ดในปัจจุบัน) ฝ่าย เจ้าราชาบุตรโคตร(ท้าวราชบุตรโคตร) ได้อพยพไพร่พลจากเวียงดงเขนยและเมืองแก้งกอก ฝั่งซ้ายแม่น้ำโขง มาตั้งเมืองที่บ้านดอนตาล เรียกว่า เมืองดอนตาล และถือเป็นชาวลาวกลุ่มที่สอง ฝ่ายพระอนุชาคือ เจ้าจันทกินนรี (ท้าวกินรี) ได้อพยพไพร่พลไปสร้างเมืองบังมุกหรือเมืองมุกดาหาร พร้อมทั้งอพยพไพร่พลจากเมืองคงและเมืองนครจำปาศักดิ์บางส่วนมาไว้ที่เมืองดอนตาลของพระเชษฐาเป็นกลุ่มที่สาม เมื่อสร้างเมืองดอนตาลแล้วท้าวราชาบุตรโคตรได้สร้างหอโฮงการหรือโฮงหลวงสำเร็จราชการไว้ที่บริเวณฝั่งแม่น้ำโขงทางทิศตะวันออกของวัดท่า ปัจจุบันเรียกว่า ท่าโฮง ต่อมาได้มีชาวบ้านไปทำไร่ทำสวนในบริเวณท่าโฮงแล้วขุดพบเครื่องมือเครื่องใช้ตลอดเครื่องประดับโบราณต่างๆ จำนวนมาก อาทิ กำไลแขน ลูกปัด เงินโบราณ แหวน เป็นต้น พร้อมทั้งพบโครงกระดูกมนุษย์โบราณเป็นจำนวนมาก นักโบราณคดีสันนิษฐานว่าโบราณวัตถุเหล่านี้มีอายุอยู่ในราวคริสต์ศตวรรษที่ 6-9 สมัยอาณาจักรเจนละของขอม