Історія Доцгайму сягає раннього залізного віку. Кельтські поселення існували тут приблизно з 400 року до н.е., про що свідчать кам'яні ящикові могили на вулиці Хольштрассе. Римляни також залишили свій слід: у 222 році н.е. Фортунат і Сейюс подарували вівтар, фрагменти якого збереглися донині.

У шостому столітті, після перемоги короля Меровінгів Кловіса над алеманами, почалася франкська колонізація. Один із прибічників короля оселився в долині Бельцбаха і дав назву селу: З часом "Туозесгайм" перетворився на "Доцгайм".

Вперше Доцгайм письмово згадується в 1128 році, коли церковні інституції домінували в житті села. Монастирі, такі як монастир Святого Альбана та Ебербах, володіли великими маєтками, в тому числі виноградниками. У документі монастиря Ебербах від 24 червня 1275 року вперше згадується вино з Доцгайму: лицар Філіп фон Фрауенштайн подарував монастирю землю в Доцгаймі, яка включала млин і дванадцять акрів виноградників.

У 13-14 століттях з'явилися знатні родини, які називали себе "фон Дотцгайм". Їхні фундаменти, такі як готичні бічні каплиці монастирської церкви в Ебербаху, свідчать про важливість Доцгайму в цей час.

У 1610 році пожежа знищила близько половини будівель Доцгайму. Тридцятилітня війна завдала місту ще більшого удару: у 1644 році воно було майже повністю спустошене. Доцгайм оговтався від наслідків війни лише через десятиліття. У 1695 році було збудовано новий вікаріат, а в 1698 році - школу. Парафіяльна церква була перебудована між 1716 і 1718 роками.

Доцгайм стабілізувався у 18 столітті і перетворився на житлову громаду у 19 столітті. Багато мешканців знайшли роботу в сусідньому космополітичному курортному місті Вісбадені. До 19 століття Доцгайм вважався "найбільшим селом у регіоні Нассау". З індустріалізацією та підключенням до залізниці Лангеншвальбах у 1889 році муніципалітет пережив економічний бум. Навколо залізничної станції виникла процвітаюча промислова зона.

Перша світова війна, а потім французька окупація, інфляція та економічна криза призвели до значних труднощів для Доцгайму. Часом тут дислокувалися 3 000 французьких солдатів, а з 1926 року - британські війська. Політична напруженість та економічні труднощі посилили бажання приєднатися до Вісбадена. Це бажання здійснилося 1 квітня 1928 року, рівно через 800 років після першої згадки про Доцгайм.

За часів Веймарської республіки Доцгайм був відомий як "червоний Доцзем" через високу частку голосів за КПД і СДПН на виборах до Рейхстагу 1924 року. Після об'єднання вплив НСДАП посилився. З 1933 року почалися переслідування політичних опонентів, вигнання і вбивства єврейської громади та знищення єврейського бізнесу. Зусилля нацистського режиму з переозброєння призвели до будівництва великих казарм. Друга світова війна завдала Доцгайму серйозних руйнувань, особливо під час повітряних нальотів у лютому 1945 року.

Заселення Фройденберга і Мерхенланду почалося ще в 1930-х роках. За цим послідувала екстенсивна забудова Кольхека. Після Другої світової війни Доцгайм продовжував зростати: нові житлові райони, такі як Шельменграбен, спроектований професором Меєм, і Зауерланд, були створені для задоволення зростаючого попиту. Професор Май був важливим містобудівником, який відіграв ключову роль у розвитку Вісбадена.

Водночас було збережено історичну спадщину - наприклад, замок Фройденберг та туристична залізниця Нассау, які зберігають історію Дотцгайму живою.

Доцгаймська "фібула" 7-го століття: Шпилька з листової бронзи з Доцгайму є важливою знахідкою раннього франкського періоду і зараз зберігається в Британському музеї в Лондоні.