Xã Phúc Lai được thành lập năm 1927 mang tên xã Lê Đồng. Đến năm 1967 xa Lê Đồng đổi tên thành xã Phúc Lai – tên một địa danh lịch sử gắn với chiến thắng cây đa Bà Hiệp và chiến thắng cầu Nong Tỵ tại thôn Phúc Lai năm 1952. Là vùng đất giữa của Huyện trung du miền núi Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ, Phúc lai thuộc những xã phía Bắc của vùng thượng huyện; phía Bắc giáp xã Bằng Doãn, xã Phú Lâm; phía Đông giáp xã Tây Cốc; Phía Nam giáp xã Phương Viên; phía Tây giáp xã Phương Viên, Gia Điền của Hạ Hòa. Phúc Lai nằm trên tuyến đường quốc lộ 70 Hà Nội đi Yên Bái, Lào Cai và tuyến đường liên huyện Đoan Hùng đi hạ Hòa, Thanh Ba và trục đường liên xã Tây Cốc – Bằng Doãn – Minh Lương. Diện tích tự nhiên của toàn xã là 1488,21 ha. Năm 1927 dân số của xã mới chỉ có 272 người.

Sau cách mạng tháng 8 dân số tăng lên khoảng trên 550 người và đến nay dân số đã khoảng 3800 người. Do có hệ thống đường giao thông liên tỉnh, liên huyện, liên xã đi qua nên Phúc Lai có điều kiện thuận lợi cho phát triển sản xuất nông – lâm nghiệp gắn liền với công nghiệp chế biến nông – lâm sản, giao lưu kinh tế và có vị trí quan trọng về mặt quân sự.