Первое упоминание о Дубне относится к 1134 году, городок на границе ростово-суздальских и новгородских земель основал князь Юрий Долгорукий. Городок Дубна был сожжен новгородским войском в 1216 году и окончательно уничтожен во время монгольского нашествия на Русь в 1238 году. В дальнейшем на его месте существовал таможенный пост Дубенское мыто, затем — село Городище на устье Дубны и дворянская усадьба. Территория современного города входила в состав Тверской губернии, в советское время (до 1956) — в состав Калининской области, затем — Московской. В новейшей истории получен статус города в 1956 в связи с организацией Объединённого института ядерных исследований.
В 1960 в состав Дубны вошёл город Иваньково, образованный в 1958 году, который до этого также входил в состав Калининской области.
В 2001 году указом Президента Российской Федерации № 1472 Дубне присвоен статус наукограда. 