Дижон был уже во времена римлян укрепленным пунктом — Divio или Castrum Divionense; в 1183 году он получил городские права.
Христианство в эти места принёс мученик Бенигн Дижонский, который считается небесным покровителем города.
Своим политическим значением в Средние века Дижон обязан решению герцога Роберта I перенести сюда столицу всей Бургундии. Тем не менее подлинный художественный и экономический расцвет Дижона связан с правлением бургундских герцогов династии Валуа в XV веке. Именно тогда в городе работали выдающиеся мастера готики во главе со скульптором Слютером.
После присоединения к Франции в 1477 году Дижон оставался местопребыванием Бургундского парламента. КогдаЛюдовик XIV завоевал Франш-Конте, Дижон из пограничного городка превратился в крупный экономический и административный центр. В Дижоне родились композитор Жан Филипп Рамо и инженер Гюстав Эйфель.
Реформа местного самоуправления времён Революции нанесла удар по его административному значению. После того, как в 1851 г. в Дижон пришла железная дорога, начался процесс индустриализации, сопровождаемый быстрым ростом населения. В тридцатые годы XIX века в Дижоне под руководством Анри Дарси была создана первая в Европе система городских очистных сооружений с различными фильтрационными засыпками.
Дижон практически не пострадал во время двух мировых войн, сохранив большую часть своей исторической застройки в нетронутом виде.