Der Ortsteil Geilsdorf liegt in einer halbkreisförmigen Mulde des Deubetals. Der Ort ist nach seinem Gründer, einem Herren namens „Geilo“, benannt. Seit 1071 findet man urkundliche Erwähnungen, damals noch als „Geylesdorff“, eine 1892 freigelegte Begräbnisstätte weist jedoch auf eine frühe Besiedlung durch die Sorben hin. Der ausgedehnte Wald zwischen Singen und Paulinzella war ein beliebtes Ausflugsziel der Schwarzburger Grafen. 1588 machte man hier noch Jagd auf Bären. 1743 gab es eine große Wolfsplage in den Wäldern. 1808 lieferte der Singer und Paulinzellaer Forst das Wildbret für die Festtafel Napoleons nach Erfurt.

Erwähnenswert ist die Tätigkeit der „Arbeitskolonie Geilsdorf“ um 1900, einer Ansiedlung, in der entlassene Sträflinge für Unterkunft und Verpflegung arbeiten konnten.

Die Kirche als der optische Mittelpunkt des Dorfes mit z.T. neoromanischen Elementen wurde erst 1882 unter Verwendung des Vorgängerbaus, der wegen Baufälligkeit abgerissen werden musste, errichtet. Sie wurde in den letzten Jahren in Eigenleistung saniert und ist jetzt ein kleines Schmuckstück.

Der nahegelegene Steinbruch wird fälschlicherweise oft mit Geilsdorf in Verbindung gebracht, er gehört zur Gemarkung von Großliebringen.