Na historię Dąbrowy Białostockiej znaczny wpływ wywarła wielokulturowość regionu. We wczesnym średniowieczu obszar miasta porastała puszcza. W XI wieku teren ten wszedł w w granice Rusi Kijowskiej, a po jej rozpadzie dostał się we władanie książąt litewskich. Rozwój osadnictwa na terenie Dąbrowy wiązał się z kolonizacją Puszczy Nowodworskiej. Rozpoczęła się ona na początku XVI wieku. W rezultacie postały wsie: Nowy Dwór, Chilmony, Kropiwno oraz sama Dąbrowa, która była wsią królewską. Reformy gospodarcze królowej Bony oraz korzystne położenie Dąbrowy na przecięciu szlaków handlowych wpłynęły na dynamiczny rozwój wsi. W XVII wieku przekształciła się ona w osadę targową. W tamtym okresie powstały również istniejące do dziś wsie położone na Ziemi Dąbrowskiej, takie jak Nierośno czy Bagny. W okolicy Dąbrowy Białostockiej swoją letnią rezydencję wybudował Piotr Wiesiołowski - dzierżawca leśnictwa perstuńskiego i nowodworskiego, a później marszałek nadworny litewski. Był on fundatorem wybudowanego w XVI wieku kościoła św. Anny w Kamiennej Starej k. Dąbrowy. Świątynia przetrwała i jest najstarszą drewnianą budowlą na Podlasiu.

Dąbrowa dzięki staraniom podskarbiego litewskiego Antoniego Tyzenhauza otrzymała w latach 1772-1775 prawa miejskie. Po III rozbiorze Polski miasto weszło w skład zaboru pruskiego i otrzymało rangę miasta powiatowego. Zbór wybudowany dla niemieckich urzędników wykupili później Żydzi. Na mocy postanowień traktatu w Tylży Napoleon przekazał cały obwód białostocki Rosji. Dąbrowa straciła wtedy na znaczeniu i stała się drugorzędnym miasteczkiem rolniczym. Po powstaniu styczniowym represje dotknęły wiele majątków znajdujących się na terenie obecnej gminy dąbrowskiej - zostały one pod przymusem sprzedane Rosjanom. W samej Dąbrowie ostał się jeden ziemski majątek - Kalno, w którym mieścił się Zarząd Rybołóstwa Śródlądowego. Kalniańskie stawy wykopali więźniowie, skazani w większości za działalność polityczną wrogą caratowi. W 1869 r. z inicjatywy proboszcza, księdza Fordona, rozpoczęto w Dąbrowie budowę neogotyckiego kościoła. Konsekracja odbyła się w 1905 roku. Stary, drewniany kościół został w ciągu jednej nocy całkowicie rozebrany przez mieszkańców. Ludność obawiała się, że w przypadku istnienia w mieście dwóch świątyń, nową władze rosyjskie przeznaczą na cerkiew.

W okresie międzywojennym nastąpił w Dąbrowie znaczny przyrost liczby ludności. Rozwijał się handel. Powstały dwa młyny motorowe oraz sześć wiatraków. W latach 20. XX wieku działalność wznowiła kaflarnia i olejarnia. Otwarto zakład mleczarski oraz niewielką fabrykę cukierków. W roku 1936 w mieście działało około 110 drobnych warsztatów rzemieślniczych, sklepów spożywczych - głównie żydowskich. W Dąbrowie były dwie synagogi, łaźnia żydowska oraz szkoła żydowska. We wrześniu 1939 r. Dąbrowa Białostocka dostała się pod okupację radziecką. Mieszkańców zmuszono do pracy przy budowie linii bunkrów wzdłuż Biebrzy - Grodzieńskiego i Osowieckiego Rejonu Umocnionego. W czerwcu 1941 r. Dąbrowę spalili Niemcy. W czasie wojny sławą okrył się gen. Nikodem Sulik, którego grób znajduje się obok zabytkowego kościoła w Kamiennej Starej.

Zniszczenia wojenne i straty ludności spowodowały, że w roku 1950 na piętnaście lat odebrano Dąbrowie prawa miejskie. Na lata 60. i 70. XX wieku przypada okres najszybszego rozwoju miasta. Powstało wtedy wiele zakładów przemysłowych. Po 1989 r. przemysł zaczął upadać. W mieście rozwijał się za to handel. Reforma administracyjna w 1997 r. wprowadziła nowy podział kraju, w wyniku którego Dąbrowa znalazła się jako gmina w obrębie powiatu sokólskiego w województwie podlaskim.