Phường Dĩ An trước đây là một phần xã An Bình, huyện Dĩ An.

Tháng 3 năm 1977, huyện Dĩ An hợp nhất với huyện Lái Thiêu thành huyện Thuận An, xã An Bình thuộc huyện Thuận An.

Ngày 29 tháng 8 năm 1994, xã An Bình giải thể để thành lập thị trấn Dĩ An.

Ngày 23 tháng 7 năm 1999, Chính phủ Nghị định số 58/1999/NĐ-CP[3]. Theo đó, tái lập huyện Dĩ An trên cơ sở một phần diện tích và dân số của huyện Thuận An, thị trấn Dĩ An trở thành huyện lỵ huyện Dĩ An. Đồng thời, thành lập xã An Bình trên cơ sở 319 ha diện tích tự nhiên và 5.350 nhân khẩu của thị trấn Dĩ An.

Sau khi điều chỉnh, thị trấn Dĩ An còn lại 1.049 ha diện tích tự nhiên, dân số là 24.116 người.

Ngày 13 tháng 1 năm 2011, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 04/NQ-CP về việc thành lập hai thị xã Dĩ An và Thuận An thuộc tỉnh Bình Dương[1]. Theo đó, thành lập phường Dĩ An thuộc thị xã Dĩ An trên cơ sở toàn bộ diện tích và dân số của thị trấn Dĩ An.

Sau khi thành lập, phường Dĩ An có 1.044 ha diện tích tự nhiên, dân số là 73.732 người.