Im Jahre 275 n. Chr. würde die römische Ansiedlung Noviomagus Treverorum durch die Germanen zerstört. Von den Römern wurde hier im frühen 4. Jahrhundert eine 112 x 131 m große Befestigungsanlage als Kastell gebaut. Dieses verfügte über 13 Rundtürme. Es befand sich an strategisch wichtiger Stelle bei einer Anlegestelle der Moselschifffahrt und an der Fernstraße Mainz-Bingen-Trier. Im Umfeld der Kirsche sind die Grundmauern im Boder zur Dokumentation nachgebildet.

Neumagen Dhron beansprucht neben einer Reihe anderer Orte den Titel Ältester Weinort Deutschlands für sich. Desweiteren ist er der Fundort des Neumagener Weinschiffs, eines in Stein gehauenes Schiffs; dieses befindet sich heute im Rheinischen Landesmuseum Trier. Eine Kopie des Weinschiffs ist in der Ortsmitte zu besichtigen.

Der alte Ortskern von Dhron befindet sich an der Stelle, an der die Querung der Dhron durch eine Furt möglich war. Unterhalb dieser Furt begann die früher sumpfige Flussniederung der Mosel, die erst durch die Anlage der Moselbahn und die spätere Überbauung der Eisenbahnstraße mit der B53 verkehrsmäßig erschlossen wurde. Dhron war bis weit ins 20 Jahrhundert durch zahlreiche Mühlen geprägt, die mit Wasserkraft der Dhron betrieben wurden. 

Im frühen Mittelalter war Dhron vermutlich Standort der bischöflichen Nicetiusburg. Die Orte gehörten auch später zum Erzstift Trier. Ab 1794 standen sie unter französischer Herrschaft, 1815 wurden sie auf dem Wiener Kongress dem Königreich Preußen zugeordnet.

Bis zur kommunalen rheinland-pfälzischen Verwaltungsreform von 1969 gehörten die beiden Moselgemeinden Neumagen und Dhron zum Landkreis Bernkastel mit seiner Kreisstadt Bernkastel-Kues. Die heutige Gemeinde Neumagen-Dhron wurde am 7. Juni 1969 aus den Gemeinden Neumagen und Dhron neu gebildet.

Zum 1. Januar 2012 wurde diese im Rahmen der Kommunal- und Verwaltungsreform aufgelöst und die Ortsgemeinde Neumagen Dhron in die Verbandsgemeinde Bernkastel-Kues eingegliedert.