Деревня Растяпино впервые упоминается в исторических документах в 1606 году в связи с передачей её в собственность Дудину монастырю. Окружающие деревни и посёлки Желнино, Игумново, Бабино, Пыра также известны с XVII века. Активное строительство на месте современного Дзержинска началось в 1862 году после открытия железнодорожной станции Чёрное. Жилые дома тянулись вдоль полотна железной дороги и назывались выселками села Чёрного. В 1915 году был основан завод минеральных кислот (ныне — «Корунд»). В 1916 году АО «Строитель» в глухом сосновом бору, между московским трактом и рекой Окой был заложен завод взрывчатых веществ, эвакуированный из Петрограда. И уже в октябре 1917 года завод стал выпускать свою продукцию (сейчас ФКП «Завод им. Я. М. Свердлова»). В 1929 году немного севернее железнодорожной станции был вырублен сосновый лес и начато строительство города (заложена центральная площадь). В связи с этим рабочий посёлок Растяпино был переименован в рабочий посёлок Дзержинск. А в 1930 году посёлок получил статус города. Конец 30-х годов отмечен вступлением в строй новых больших заводов: C 1937 года завод № 397 («Заря»), производства противогазов, C 1938 года завод № 365 «Ока» («Синтез»), производства этиловой жидкости, C 1939 года завод № 96 «Заводстрой» (нынешнее ПО «Капролактам»), на котором к 1 января 1939 г. должны были быть возведены мощности по выпуску: иприта — 40000 тонн в год, фосгена — 3000 тонн в год. C 1939 года № 148 («Оргстекло») стал выпускать хлорированные жидкости. В 1939 году начала работать Игумновская ТЭЦ. Во время Великой Отечественной войны каждый второй снаряд и авиабомба, изготовленные в СССР, были выпущены с завода № 80 (им. Я. М. Свердлова) — в месяц выпускалось до 3 млн снарядов, мин, бомб

Город Дзержинск был основан в годы великих социалистических строек. За прошедшие годы он стал вторым по значению городом Нижегородской области, заслужил звание столицы химии.

У Дзержинска на левом берегу Оки ниже Дуденевского затона расположено уникальное архитектурное сооружение — 128-метровая стальная ажурная башня, построенная по проекту В. Г. Шухова.

Город молодой, но имеющий интересную историю, уходящую корнями в далекое прошлое. В октябре 2006 года ученые Института Блэксмита (США) внесли Дзержинск в десятку самых грязных городов мира(Список самых загрязнённых городов мира).