多年以前，大同师范与大同幼师进行了合并。合并后，幼师的学历教育实现了显著提升，成立了大专五年制教育体系。在此之前，幼师仅提供中专学历教育。合并使得幼师学生有机会获得更高层次的学历教育，为他们的职业生涯打下了坚实的基础。

2006年4月，山西大同师范分校的名称被更改为大同师范分校。紧接着，2008年9月，经省政府同意，筹备成立了“大同师范高等专科学校”。这一时期，学校在大同师范原校址新建了校区，通过改扩建，学校软硬件设施达到了《专科学历教育高等学校设置标准》的要求，为提升教育质量提供了坚实的物质基础。

2010年，市政府在原有校址基础上进一步扩建，学校的软硬件设施全面升级，为学生提供了更加优质的教育环境。2018年3月，经省政府批准并报国家教育部备案，大同师范高等专科学校正式成立，标志着学校在教育质量和规模上又迈上了一个新的台阶。