Pierwsze zapiski źródłowe o osadzie Brzeg pojawiają się w połowie XIV wieku. Historia osadnictwa na terenie dzisiejszej gminy Brzeg Dolny sięga jednak epoki brązu, o czym świadczą odkryte w XIX wieku cmentarzysko zawierające 88 urn oraz przedmioty codziennego użytku. Kolejne wykopaliska archeologiczne potwierdziły także istnienie wczesnośredniowiecznych grodzisk z VI-X wieku.
O osadzie Brzeg po raz pierwszy wspomina Księga Ziemska Księstwa Wrocławskiego w roku 1353. Znacznie starszą metrykę źródłową posiada wieś Warzyń, obecnie dzielnica miasta, wymieniona w dokumencie wystawionym przez Henryka III, księcia wrocławskiego w 1261 roku. Również niektóre wsie – dziś wchodzące w skład gminy Brzeg Dolny, powstały wcześniej. Zakładane były przez rody rycerskie lub cystersów z pobliskiego Lubiąża. Położenie osady nad rzeką przesądzało o zajęciach miejscowej ludności. Mieszkali tu przede wszystkim flisacy i rybacy.
Pod koniec XIV wieku w dokumentach źródłowych pojawia się informacja o istnieniu w tym miejscu brodu oraz przeprawy promowej przez rzekę, która funkcjonowała w mieście ponad 500 lat, czyli do czasu wybudowania i otwarcia 28 października 2013 roku mostu drogowego łączącego obie strony rzeki.
W 1660 roku wieś nabył baron Georg Abraham von Dyhrn. Na brzegu rzeki, przy Odrze, w niedalekim sąsiedztwie istniejącego tu folwarku, wybudował barokowy pałac, który stał się siedzibą jego rodu. Baron von Dyhrn u cesarza Leopolda I wystarał się o prawa miejskie dla osady. Liczył, że dzięki temu miasto rozwinie się i wzbogaci, stając się miejscem osiedlania się rzemieślników i kupców. Nowo powstałe miasto miało prawo organizacji targów i jarmarków, a także otrzymało herb, który przedstawiał św. Jerzego na koniu zabijającego włócznią smoka. Wraz z otrzymaniem praw miejskich, zmieniona została nazwa miejscowości na Dyhernfurth, czyli Bród Dyhrna.
Oprócz nadania praw miejskich i herbu właśnie z tego okresu pochodzi jeden z najważniejszych zabytków Brzegu Dolnego – kaplica św. Jadwigi. Powstała ona w miejscu, gdzie znajdował się cudowny kamień, na którym odcisnęła swoją stopę św. Jadwiga. Według legendy stało się to podczas podróży świętej z Legnicy do klasztoru w Trzebnicy.
Marzenia barona von Dyhrna nie spełniły się. Miasto nie rozwijało się w taki sposób, jak sobie życzył. Ożywienie gospodarcze nastąpiło dopiero sto lat później, gdy właścicielem miasta został minister Śląska hrabia Karl Georg von Hoym. Pierwszym pomysłem nowego właściciela było stworzenie kompleksu parkowo-pałacowego. Realizacji podjął się Carl Gotthard Langhans, który wsławił się jako architekt Fryderyka II Wielkiego, projektując m.in. Bramę Brandenburską. W Brzegu Dolnym pozostawił po sobie 67-hektarowy park w stylu angielskim, wzorowany na znajdującym się obecnie na liście światowego dziedzictwa UNESCO parku w Wörlitz koło Dessau. Langhans gruntownie przebudował również istniejący pałac, nadając mu dzisiejszy klasycystyczny kształt. Stworzył też oficynę pałacową, zwaną małym pałacem Langhansa. Kompleks parkowy przyozdabiały budowle rekreacyjne również zaprojektowane przez Langhansa, wśród nich pawilon kąpielowy, herbaciarnia, winiarnia, domek winny, młyn i leśniczówka. Majątek w Brzegu Dolnym często odwiedzali znamienici oficerowie i arystokraci, którzy zajmowali wysokie pozycje na europejskich dworach. Często przybywał tu również następca tronu – przyszły cesarz Fryderyk Wilhelm II.
Dla ministra Hoyma pracował również młody utalentowany architekt Fryderyk Gilly. Zaprojektował on w parku grobowiec, w którym spoczął Karl Georg von Hoym oraz jego potomkowie. W styczniu 1945 r. dolnobrzeski pałac opuścił w raz z rodziną ostatni z rodu Hoymów hrabia Thassilo von Saurma-Hoym, który udał się przez Czechy do Niemiec. W lutym pałac spłonął, najprawdopodobniej podpalony przez rosyjskich żołnierzy. Na początku lat pięćdziesiątych został odbudowany w dość mocno zmienionym kształcie. Dziś jest siedzibą Dolnobrzeskiego Ośrodka Kultury oraz Urzędu Miejskiego.
Tragiczna karta w historii Brzegu Dolnego przypada na okres II wojny światowej. Władze niemieckie zadecydowały o budowie na terenie miasta tajnej fabryki chemicznej „Anorgana”, która produkowała gazy bojowe na potrzeby wojny, m.in. tabun i sarin. Przy budowie fabryki i produkcji bomb pracowali więźniowie obozu Groß-Rosen. Na terenie Brzegu Dolnym powstały podobozy Dyhernfurth I i II. Więźniowie, który przybyli tutaj, pracowali przy produkcji gazów i napełnianiu nimi bomb i pocisków artyleryjskich. W trakcie ewakuacji, 24 stycznia 1945 r., obozy opuściło 3000 więźniów. Mieli dojść obozu macierzystego w Rogoźnicy. Na miejsce dotarło jedynie około 1000 więźniów. Większość z nich umarła z wycieńczenia i wychłodzenia, a tych, którzy nie mogli iść dalej, rozstrzeliwali niemieccy żołnierze. Mieszkańcy w obawie przed wkraczającym wojskiem opuścili miasto. Pozostali tylko nieliczni. Po przejściu frontu miasto nie doznało wielkich szkód. Oddziały radzieckie zajęły opustoszałe miasto, pozostawiając w pałacu niewielki oddział wojska, który miał pilnować porzuconą fabrykę chemiczną. Sytuację wykorzystał niemiecki oddział specjalny SS pod dowództwem gen. Sachsenheimera, który na początku lutego 1945 r. na chwilę odbił miasto i przeprowadził akcję niszczenia dokumentacji technicznej zakładów.
W lipcu 1945 roku do Brzegu Dolnego przybyli nowi mieszkańcy – przesiedleńcy ze Stanisławowa leżącego na wschodnich rubieżach Rzeczpospolitej. Wkrótce zasiedlanie miasta i okolicznych wsi rozpoczęli osadnicy ze Śniatynia z księdzem Janem Pukiem. W ciągu kilku miesięcy do miasta przybyli osiedleńcy z całego kraju oraz duża grupa Polaków przybyłych z Francji. Każda z grup przybyłych do Brzegu Dolnego przywiozła ze sobą własną kulturę, zwyczaje, a nawet posługiwała się własnym niepowtarzalnym językiem. Niemieccy mieszkańcy Brzegu Dolnego zostali wysiedleni w latach 1946-1948. Wyjechali oni głównie do Niemiec Zachodnich i Austrii. Pierwsze lata powojenne były miasta bardzo trudne dla nowych mieszkańców. Musieli przystosować się do nowej rzeczywistości, w której przyszło im żyć. Szybki rozwój miasta przyniosło ponowne uruchomienie zakładów chemicznych, które w 1947 roku zostały przemianowane z poniemieckiego „Anorgana” na „Rokita”. Dzięki zakładom chemicznym miasto rozbudowywało się. Powstały nowe osiedla, rozbudowana została infrastruktura społeczna – szkoły, szpital, dom kultury i kino w dawnym pałacu. Przybywało mieszkańców. Utracone w 1946 roku prawa miejskie Brzeg Dolny odzyskał w 1954 roku. Ogromne zmiany przyniosło ostatnie dziesięciolecie XX wieku, kiedy oddano do użytku halę sportową wraz z kompleksem hotelowym, które stały się ważnym ośrodkiem sportowym. Kolejne ożywienie gospodarcze przyniosła pierwsza dekada XXI wieku. Po wejściu Polski do Unii Europejskiej w Brzegu Dolnym powstały nowe przedsiębiorstwa – głównie z branży chemicznej. Najważniejszą inwestycją była jednak budowa Mostu Wolności – 4 Czerwca, który został otwarty 28 października 2013 roku i zastąpił połączenie promowe funkcjonujące od pięciuset lat.
