Nie wiadomo dokładnie kiedy na skraju Puszczy Sandomierskiej powstała wieś, którą najpierw nazwano Dambrowa, później także Dobrowa, Dąmbrowa, wreszcie Dąbrowa. Nie wiadomo również kiedy dokładnie wieś stała się formalnie miastem. Właściciele majątku - Lubomirscy - chcieli by miejscowość od ich nazwiska nazywała się Lubomierz, ale nazwa ta nie przyjęła się, a Dąbrowę, by odróżnić ją od innych miejscowości o takiej samej nazwie zaczęto nazywać Dąbrową koło Tarnowa, a w końcu Dąbrową Tarnowską.
Ludzie, którzy mieszkali tu już pod koniec epoki lodowcowej byli łowcami reniferów. Później teren między Wisłą a Sanem zajęła puszcza. Nie wiadomo dokładnie, kiedy na jej skraju powstała osada, a następnie wieś, która dała początek dzisiejszemu miastu. Od początku jej nazwa wywodziła się od porastających okolicę lasów dębowych, ale pierwotna nazwa brzmiała Dambrowa. Później pojawiły się i inne - Dąmbrowa, Dobrowa, wreszcie w XVII wieku, kiedy wieś uzyskała prawa miejskie - Dąbrowa. Niewiele zachowało się dokumentów opisujących dzieje wsi, a następnie miasta. Ich dokładne ustalenie jest tym trudniejsze, że miejscowości noszących taką samą nazwę było sporo. Wiadomo jednak, że wieś była własnością rodu Ligęzów. To w dokumencie Stanisława Ligęzy z początku XV wieku pojawia się po raz pierwszy wzmianka o Dąbrowie. O wieś troszczył się Jan Ligęza , a później jego syn Mikołaj, kasztelan krakowski. Za jego sprawą zaczęto organizować w Dąbrowie jarmarki, tu posiadał własną drukarnię, być może również zbudował nieistniejący już dzisiaj zamek. Po śmierci Mikołaja Ligęzy w roku 1637 majątek w Dąbrowie stał się własnością jego córki Konstancji, żony Jerzego Sebastiana Lubomirskiego . W ten sposób wieś na blisko 150 lat znalazła się w rękach jednego z najbogatszych i najbardziej wpływowych polskich rodów magnackich. W połowie XVII wieku Dąbrowa zniszczona została podczas "potopu szwedzkiego", zarówno przed Szwedów, jak i Siedmiogrodzian, ponieważ Lubomirscy przez cały czas trwania wojny opowiadali się po stronie króla Jana Kazimierza . Po zakończeniu wojny rozpoczęły się jednak dla wsi bardzo dobre lata. Lubomirscy zamienili dwór Ligęzów we wspaniałą magnacką rezydencję. W latach dziewięćdziesiątych XVII wieku, choć również nie wiadomo dokładnie kiedy, Dąbrowa stała się miastem. Akt lokacyjny zaginął, wiadomo jednak, że Lubomirscy starali się nadać nowemu miastu nową nazwę - Lubomierz, związaną z ich nazwiskiem. Nazwa ta pojawia się w księgach parafialnych na początku XVIII wieku, ale znika z nich po kolejnych kilkunastu latach. Miasto pozostawało w rękach Lubomirskich do 1785 roku. Po śmierci Jerzego Lubomirskiego , wojewody sandomierskiego, właścicielem Dąbrowy stał się jego syn Stanisław, który doprowadził do takiego zadłużenia majątku, że został on zlicytowany. Już wcześniej, w roku 1772, Dąbrowa, wraz z całą południową Małopolską znalazła się w granicach Galicji i Lodomerii, czyli pod zaborem austriackim. Austriacy uczynili miasto siedzibą dystryktu, ale już w kilka lat później Dąbrowa znalazła się w granicach dystryktu tarnowskiego. W 1785 roku właścicielem miasta stał się Nikodem Stojowski , a po jego śmierci Dyzma Stojowski . Właściciele zmieniali się jeszcze kilkakrotnie, aż w roku 1889 miasto przeszło w ręce hrabiego Józefa Męcińskiego . W 1846 roku podczas rabacji chłopskiej zamek w Dąbrowie został splądrowany, a w następnym roku spłonął w pożarze spowodowanym przez stacjonujących w budynku żołnierzy austriackich. W 1855 roku miasto stało się siedzibą powiatu. Od tamtej pory Dąbrowa zaczęła się szybciej rozwijać, zwłaszcza gdy uruchomiono na początku XX wieku linię kolejową Tarnów - Szczucin.
Również w XIX wieku dla odróżnienia od innych miejscowości o tej samej nazwie zaczęto używać nazwy Dąbrowa koło Tarnowa, a jeszcze później, już w czasach II Rzeczypospolitej przyjęto obecną nazwę - Dąbrowa Tarnowska.
Duże straty i zniszczenia przyniosła miastu II wojna światowa. Niemcy wkroczyli do Dąbrowy Tarnowskiej 8 września 1939 roku. Wiosną następnego roku aresztowano w mieście uczniów gimnazjum, którzy trafili najpierw do więzienia w Tarnowie, a następnie do obozów koncentracyjnych. W połowie 1942 roku utworzono getto, którego mieszkańcy trafili następnie do obozu zagłady w Bełżcu. W wyniku okupacyjnego terroru liczba mieszkańców spadła z przeszło sześciu tysięcy osób w roku 1939 do czterech i pół tysiąca w 1945 roku.
Do końca okresu zaborów, a także w okresie międzywojennym i po II wojnie miasto utrzymywało rangę miasta powiatowego. Utraciło ją dopiero w latach siedemdziesiątych XX wieku, gdy urzędy powiatowe zostały zlikwidowane, a Dąbrowa Tarnowska znalazła się w granicach województwa tarnowskiego. Po ostatniej reformie administracji w roku 1998 Dąbrowa Tarnowska ponownie stała się stolicą powiatu, obejmującego obecnie gminy miejsko - wiejskie: Dąbrowę Tarnowską i Szczucin oraz gminy wiejskie: Bolesław, Gręboszów, Mędrzechów, Olesno i Radgoszcz.
