La storia di Dotzheim risale alla prima età del ferro. Dal 400 a.C. circa esistevano insediamenti celtici, come testimoniano le tombe a cassa di pietra nella Hohlstraße. Anche i Romani lasciarono la loro impronta: nel 222 d.C., Fortunato e Sejus donarono un altare, i cui frammenti sono ancora oggi conservati.

Nel VI secolo, dopo la vittoria del re merovingio Clodoveo sugli Alemanni, iniziò la colonizzazione franca. Uno dei seguaci del re si stabilì nella valle del Belzbach e diede il nome al villaggio: Nel corso dei secoli, "Tuozesheim" divenne "Dotzheim".

Dotzheim viene menzionata per la prima volta per iscritto nel 1128, quando le istituzioni ecclesiastiche dominavano la vita del villaggio. Monasteri come quello di Sant'Albano e di Eberbach possedevano vaste proprietà, tra cui vigneti. Un documento del monastero di Eberbach, datato 24 giugno 1275, menziona per la prima volta il vino di Dotzheim: il cavaliere Philipp von Frauenstein donò al monastero un terreno a Dotzheim, che comprendeva un mulino e dodici acri di vigneti.

Nel XIII e XIV secolo emersero famiglie nobili che si chiamavano "von Dotzheim". Le loro fondazioni, come le cappelle laterali gotiche della chiesa del monastero di Eberbach, testimoniano l'importanza di Dotzheim in questo periodo.

Nel 1610, un incendio distrusse circa la metà degli edifici di Dotzheim. La Guerra dei Trent'anni colpì la città ancora più duramente: nel 1644 fu quasi completamente spopolata. Dotzheim si riprese dalle conseguenze della guerra solo decenni dopo. Nel 1695 fu costruita una nuova canonica e nel 1698 una scuola. La chiesa parrocchiale fu ricostruita tra il 1716 e il 1718.

Dotzheim si stabilizzò nel XVIII secolo e si sviluppò come comunità residenziale nel XIX secolo. Molti residenti trovarono lavoro nella vicina e cosmopolita città termale di Wiesbaden. Fino al XIX secolo, Dotzheim era considerato il "più grande villaggio della regione di Nassau". Con l'industrializzazione e il collegamento alla ferrovia di Langenschwalbach nel 1889, il comune conobbe un boom economico. Intorno alla stazione ferroviaria si sviluppò una fiorente zona industriale.

La Prima Guerra Mondiale, seguita dall'occupazione francese, dall'inflazione e dalla crisi economica, comportò notevoli oneri per Dotzheim. In alcuni periodi vi stazionarono 3.000 soldati francesi e dal 1926 subentrarono le truppe britanniche. Le tensioni politiche e le difficoltà economiche intensificarono il desiderio di raggiungere Wiesbaden. Questo desiderio si realizzò il 1° aprile 1928, esattamente 800 anni dopo la prima menzione di Dotzheim.

Durante la Repubblica di Weimar, Dotzheim era nota come "Dotzem rossa" a causa dell'alta percentuale di voti per il KPD e la SPD nelle elezioni del Reichstag del 1924. Dopo l'incorporazione, l'influenza del NSDAP aumentò. A partire dal 1933, a ciò seguirono la persecuzione degli oppositori politici, l'espulsione e l'assassinio della comunità ebraica e la distruzione delle aziende ebraiche. Gli sforzi di riarmo del regime nazista portarono alla costruzione di vaste caserme. La Seconda guerra mondiale portò a Dotzheim gravi distruzioni, soprattutto durante i raid aerei del febbraio 1945.

L'insediamento del Freudenberg e del Märchenland iniziò già negli anni '30. Seguì l'ampio sviluppo di Kohlheck. Dopo la Seconda Guerra Mondiale, Dotzheim continuò a crescere: nuove aree residenziali come Schelmengraben, progettata dal professor May, e Sauerland furono sviluppate per soddisfare la crescente domanda. Il professor May è stato un importante urbanista che ha svolto un ruolo chiave nello sviluppo di Wiesbaden.

Allo stesso tempo, il patrimonio storico è stato preservato, ad esempio con il castello di Freudenberg e la ferrovia turistica di Nassau, che mantengono viva la storia di Dotzheim.

Fibula di Dotzheim del VII secolo: La fibula di Dotzheim è un importante reperto del primo periodo francone e si trova oggi al British Museum di Londra.