La primera referencia a la ciudad figura en un manuscrito de alrededor del año 880 d.C. con el nombre de Throtmanni, aunque ya en el siglo XIII se la conocía por su nombre actual.
Dortmund, fundada a finales del siglo IX, es una de las ciudades con más historia de Alemania. Su pertenencia a la Liga Hanseática la convirtió en una de las ciudades más ricas y, por lo tanto, más poderosas del norte y el centro de Europa. Mantuvo su condición de Ciudad Imperial independiente hasta la caída del viejo Imperio Germánico, tras la cual fue ocupada por Francia.
A mediados del siglo XIX llegan a la provincia de Renania del Norte las industrias que luego harían popular este länder: las técnicas bávaras de producción de cerveza, que permitió la producción masiva de esta bebida fermentada; y la aparición de los primeros altos hornos, que sirvieron como pie para la la implantación de la industria pesada en el área de Dortmund.
Tras la Guerra Franco-Prusiana comenzó la explotación de tres de los yacimientos carboníferos de esta provincia de la zona del Ruhr. La población de Dortmund aumentó hasta los 140.000 habitantes y a principios del siglo XX ya era uno de los mayores motores económicos de Alemania.
Los bombardeos de la Segunda Guerra Mundial prácticamente arrasaron la ciudad. Dortmund terminó su proceso de reconstrucción en la década de 1960. En la actualidad, la ciudad es un centro tecnológico, cultural y de investigación, reconocido en todo el mundo.