Историята на Доцхайм датира от ранната желязна епоха. От около 400 г. пр.н.е. там са съществували келтски селища, за което свидетелстват гробовете с каменни кутии на улица Холерщрасе. Римляните също са оставили своя отпечатък: през 222 г. от н. е. Фортунат и Сейус даряват олтар, фрагменти от който са запазени и до днес.

През VI в., след победата на меровингския крал Кловис над алеманите, започва франкската колонизация. Един от привържениците на краля се заселва в долината на Белцбах и дава името на селото: С течение на вековете "Туозесхайм" става "Дотцхайм".

Дотцхайм е споменат за първи път в писмен вид през 1128 г., когато църковните институции доминират в живота на селото. Манастири като "Свети Албан" и "Ебербах" са притежавали обширни имоти, включително лозя. В документ от манастира Ебербах от 24 юни 1275 г. за първи път се споменава вино от Дотцхайм: рицарят Филип фон Фрауенщайн дарява на манастира земя в Дотцхайм, която включва мелница и дванадесет акра лозя.

През XIII и XIV в. се появяват благороднически фамилии, които се наричат "фон Дотцхайм". Техните фондации, като например готическите странични параклиси на манастирската църква в Ебербах, свидетелстват за значението на Дотцхайм по това време.

През 1610 г. пожар унищожава около половината от сградите на Доцхайм. Тридесетгодишната война засяга града още по-тежко: през 1644 г. той е почти напълно обезлюден. Дотцхайм се възстановява от последиците на войната едва десетилетия по-късно. През 1695 г. е построено ново настоятелство, а през 1698 г. - училище. Енорийската църква е възстановена между 1716 и 1718 г.

През XVIII в. Доцхайм се стабилизира, а през XIX в. се развива като жилищна общност. Много от жителите намират работа в съседния космополитен курортен град Висбаден. До XIX в. Дотцхайм е смятан за "най-голямото село в областта Насау". С индустриализацията и свързването с железопътната линия Лангеншвалбах през 1889 г. общината преживява икономически подем. Около железопътната гара се развива процъфтяваща индустриална зона.

Първата световна война, последвана от френската окупация, инфлацията и икономическата криза водят до значителни затруднения за Доцхайм. Понякога тук са разположени 3000 френски войници, а от 1926 г. - британски войски. Политическото напрежение и икономическите трудности засилват желанието за присъединяване към Висбаден. Това желание е изпълнено на 1 април 1928 г., точно 800 години след първото споменаване на Доцхайм.

По време на Ваймарската република Доцхайм е известен като "червения Доцхайм" поради високия дял на гласовете за KPD и SPD на изборите за Райхстаг през 1924 г. След присъединяването влиянието на NSDAP нараства. От 1933 г. това е последвано от преследване на политическите опоненти, прогонване и убийства на еврейската общност и унищожаване на еврейски предприятия. Усилията на нацисткия режим за превъоръжаване водят до изграждането на обширни казарми. Втората световна война донася сериозни разрушения на Доцхайм, особено по време на въздушните нападения през февруари 1945 г.

Заселването на Фройденберг и Мърхенланд започва още през 30-те години на миналия век. То е последвано от широкото застрояване на Колчек. След Втората световна война Доцхайм продължава да се разраства: за да се отговори на нарастващото търсене, са разработени нови жилищни райони като Schelmengraben, проектиран от професор Май, и Sauerland. Професор Май е важен урбанист, който играе ключова роля в развитието на Висбаден.

В същото време историческото наследство е запазено - например замъкът Фройденберг и туристическата железница "Насау", които поддържат жива историята на Доцхайм.

"Фибула" от Dotzheim от VII в: Бронзовата фибула от Доцхайм е важна находка от ранния франкски период и сега се намира в Британския музей в Лондон.