История Дотцхайма восходит к раннему железному веку. Кельтские поселения существовали здесь примерно с 400 года до нашей эры, о чем свидетельствуют могилы с каменными ящиками на Хольштрассе. Римляне также оставили свой след: в 222 году нашей эры Фортунат и Сеюс пожертвовали алтарь, фрагменты которого сохранились до наших дней.

В шестом веке, после победы меровингского короля Хлодвига над алеманнами, началась франкская колонизация. Один из последователей короля поселился в долине Бельцбах и дал название деревне: Со временем Туозесхайм превратился в Дотцхайм.

Впервые Дотцхайм упоминается в письменных источниках в 1128 году, когда в жизни деревни преобладали церковные учреждения. Монастыри, такие как Святой Альбан и Эбербах, владели обширными поместьями, в том числе виноградниками. В документе из монастыря Эбербах от 24 июня 1275 года впервые упоминается дотцхаймское вино: рыцарь Филипп фон Фрауэнштайн подарил монастырю земли в Дотцхайме, включавшие мельницу и двенадцать акров виноградников.

В XIII и XIV веках появляются знатные семьи, которые называют себя "фон Дотцхайм". Их фундаменты, такие как готические боковые капеллы монастырской церкви в Эбербахе, свидетельствуют о значении Дотцхайма в это время.

В 1610 году пожар уничтожил около половины зданий Дотцхайма. Тридцатилетняя война ударила по городу еще сильнее: в 1644 году он почти полностью обезлюдел. От последствий войны Дотцхайм оправился лишь спустя десятилетия. В 1695 году было построено новое здание викариата, а в 1698 году - здание школы. Приходская церковь была перестроена между 1716 и 1718 годами.

В XVIII веке Дотцхайм стабилизировался, а в XIX веке превратился в жилую общину. Многие жители нашли работу в соседнем космополитическом курортном городе Висбадене. До XIX века Дотцхайм считался "самой большой деревней в регионе Нассау". С индустриализацией и подключением к железной дороге Лангеншвальбаха в 1889 году муниципалитет пережил экономический бум. Вокруг железнодорожной станции возник процветающий промышленный район.

Первая мировая война, а затем французская оккупация, инфляция и экономический кризис стали для Дотцхайма тяжелым бременем. Временами здесь размещались 3 000 французских солдат, а с 1926 года - британские войска. Политическая напряженность и экономические трудности усилили желание присоединиться к Висбадену. Это желание было исполнено 1 апреля 1928 года, ровно через 800 лет после первого упоминания Дотцхайма.

Во времена Веймарской республики Дотцхайм был известен как "красный Дотцхайм" из-за высокой доли голосов за КПД и СДПГ на выборах в Рейхстаг в 1924 г. После инкорпорации влияние НСДАП возросло. С 1933 года началось преследование политических оппонентов, изгнание и убийство еврейской общины, уничтожение еврейских предприятий. Усилия нацистского режима по перевооружению привели к строительству обширных казарм. Вторая мировая война принесла Дотцхайму серьезные разрушения, особенно во время воздушных налетов в феврале 1945 года.

Заселение Фройденберга и Мерхенланда началось уже в 1930-х годах. За этим последовала обширная застройка Кольхек. После Второй мировой войны Дотцхайм продолжал расти: новые жилые районы, такие как Шельменграбен, спроектированный профессором Маем, и Зауэрланд, были построены для удовлетворения растущего спроса. Профессор Май был важным градостроителем, сыгравшим ключевую роль в развитии Висбадена.

В то же время сохранялось историческое наследие - например, замок Фройденберг и туристическая железная дорога Нассау, которые поддерживают историю Дотцхайма.

Дотцхеймская "фибула" VII века: Булавка для облачения из листовой бронзы из Дотцхайма - важная находка раннего франконского периода, хранящаяся в Британском музее в Лондоне.