多伦蒙古语称为多伦诺尔，意为七个湖泊（又称七星潭）。早在新石器时代，就有人类活动。在中国封建王朝的历史上，历来是汉地农耕文明与北方草原文明冲突与融合的最前沿。公元前300年燕昭王以秦开为将，破东胡，扩地千里，筑“燕长城”，至今遗迹尚存；辽太祖耶律阿保机曾在多伦选风水宝地“拜日跸林”，举行盛大的祭天仪式，为大辽的兴旺祈祷；成吉思汗囤兵多伦攻打金朝；忽必烈在滦河岸边建避暑行宫东凉亭，成为元朝历代皇帝游玩狩猎之地；明成祖朱棣征伐北元，归途中病故榆木川，魂飞多伦；清朝顺治帝巡视塞外，在多伦召见蒙古王公；多伦“因庙而兴”，1691年，康熙皇帝在此与内蒙古四十八王爷和外蒙古三部会盟，确定了清王朝北疆版图，史称“康熙会盟”，并敕建“汇宗寺”，雍正五年又建“善因寺”，使多伦成为中国北方蒙古地区藏传佛教中心，著名的宗教文化圣地。多伦因商而盛，鼎盛于道光、同治年间；随着经济的繁荣，促进了城市的发展，在纵横交错的十八条大街里，商业店铺、手工业作坊、会馆、庙宇、清真寺与民居错落有致，分布其间，享有“南迎中华福，北接蒙古财”、“日进斗金，日出斗银”的“漠南商埠”和“塞外二北京”之称。最繁盛时期多伦曾有大小商号4000余家，人口18万，逐渐发展成为蒙古草原与内地贸易交流的旅蒙商业中心。行政建制始于清代，曾为口北三厅之一，称多伦诺尔宣抚理事厅。1933年，著名爱国将领吉鸿昌将军率抗日同盟军收复多伦，使多伦成为我国抗日战争收复的第一座军事重镇。1958年10月隶属锡林郭勒盟。2000年5月，时任国务院总理的朱镕基到多伦视察土地沙化和治沙情况，做出了“治沙止漠刻不容缓，绿色屏障势在必建”的指示，使多伦成为北疆草原开始大规模生态建设的发端地。2001年和2006年，汇宗寺和多伦诺尔古建筑群分别被列入第五、六批全国重点文物保护单位。2008年，多伦县被誉为“中国历史文化名镇”称号。