У письмових джерелах поселення згадується вже в XI ст. як власність князів з династії Рюриковичів. Наприкінці XIV ст. Владислав Ягайло надав Дубно Федору Острозькому, синові Данила, родоначальника цього роду. Розквіт міста припав на період володіння Костянтина Острозького – Великого гетьмана литовського, переможця битви під Оршею, визначного полководця, який неодноразово тріумфував у боях з татарами та Московією. У 1507 р. Дубно отримало від Сигізмунда I Старого маґдебурзьке право, а також привілей на проведення ярмарків і стягнення мита з купців, що проїжджали через місто. У XVI ст. укріплене місто та замок становили потужний оборонний осередок, який успішно протистояв татарським нападам. Місто перебувало у володінні Острозьких до смерті останнього представника роду по чоловічій лінії – князя Януша, краківського каштеляна, одного з найбагатших магнатів Речі Посполитої. У 1609 р. він заснував на своїх землях ординат – тоді найбільший в країні, до володінь якого входило 24 міста й майже 600 сіл. Цікаво, що перший ординат поклав на ординацію обов’язки, пов’язані з обороною всієї держави. Князь також передбачив, що в разі вимирання всіх можливих спадкоємців ординації по чоловічій лінії з її маєтностей мала бути створена командорія кавалерів Мальтійського ордену на чолі з поляком. Завданням цієї інституції мала стати оборона східних кордонів Речі Посполитої. Після смерті князя Януша місто разом з ординацією перейшло у власність його зятя, Олександра Заславського. Згодом належало Любомирським і Сангушкам.

Замок у Дубні існував уже в XV столітті. Його зведення приписують Василю Острозькому, якого називали Красивий. У 1489–1506 роках фортифіковану резиденцію перебудував гетьман Костянтин Острозький. Замок, розташований на березі, оточеному заплавами Ікви, ще в XVI столітті відзначався значними оборонними якостями – зокрема, у 1577 р. Януш Острозький відбив у ньому татарський напад. Ймовірно, залишком того укріплення є збережена до сьогодні двоповерхова будівля на осі західного фортечного валу. У 1582 році в замку померла нещасна Єлизавета (Гальшка) Острозька, донька князя Іллі Острозького та Беати з Костелецьких, єдина спадкоємиця величезного майна, за руку якої завзято змагалися представники наймогутніших магнатських родів Речі Посполитої. Останній з Острозьких, Януш (або вже його зять Олександр Заславський, над в’їзною брамою розмістив картуш із зображенням його герба) розпочав перебудову старішої споруди на бастіонний замок, зведений за принципами новоіталійської школи. Фортеця, у нижніх ярусах зведена з пісковику, а у верхніх – з цегли, була закладена на плані, близькому до трапеції. З трьох боків фортецю захищали води Ікви та її розливи, із заходу вона була відділена глибоким, наповненим водою ровом, ззовні укріпленим кам’яним валом. Через рів перекинуто звідний міст, який вів до брамного проїзду зі циліндричним склепінням і рустикованим порталом, увінчаним трикутним фронтоном, а далі – до вже згаданої будівлі, що також мала склепінчастий брамний проїзд. Західні мури обороняли два висунуті бастіони з циліндричними кавальєрами. До внутрішніх частин бастіонів з двору вели вузькі потерни (тунелі). Куртини містили каземати, біля північної з них зведено палацовий корпус.

Така форма замку зробила його однією з наймогутніших фортець на Волині, що оберігала скарби та трофеї, зібрані князями Острозькими та їхніми наступниками. Він успішно вистояв проти козацьких у 1648 р. та московських військ у 1660 р. У 1683 році Теофіла Заславська, донька краківського воєводи Владислава Домініка Заславського-Острозького та Катерини Собеської, принесла замок разом з усією ординацією в посаг великому коронному маршалкові Юзефу Каролю Любомирському. Проте ще раніше спалахнула тривала суперечка за право власності на ці маєтності між Теофілою, Катериною Собеською та лицарями Мальтійського ордену. Після смерті Теофіли замок успадкував її син – Олександр Домінік Любомирський, який не залишив по собі спадкоємця чоловічої статі, тому після його смерті перейшов до зятя – Павла Кароля Сангушка. У 1753 р. син Павла Кароля, Януш Олександр Сангушко, потрапивши у великі борги, здійснив так звану «колбушівську транзакцію», тобто поділ Острозької ординації між магнатськими родами Речі Посполитої, серед яких було й кілька представників Любомирських. Остаточну ліквідацію ординації затвердив сейм у 1766 р. – Дубно разом із 70 селами тоді перейшло у власність воєводи київського та брацлавського Станіслава Любомирського.

За часів Станіслава Дубно пережило період розквіту, пов’язаний із перенесенням до міста зі Львова так званих контрактів – важливої економічної події, що водночас ставала нагодою для численних світських зустрічей. За Станіслава та його сина Михайла було відреставровано занедбаний замок і перебудовано замковий палац у класичному стилі. Постала сімнадцятивісна, двоповерхова будівля у формі видовженого чотирикутника з простим, стриманим фасадом, акцентованим лише міжповерховим карнизом. Усю споруду накривав вальмовий (чотириспадний) дах. На осі першого поверху розташували вестибюль із сходовою кліткою, декорованою ліпниною з гербами Любомирських і Острозьких, який відділяв два салони від видовженої, високої обідньої зали. До найрепрезентативніших приміщень належала бальна зала заввишки у два поверхи. Її оточувало кільце з одинадцяти коринфських колон, що підтримували галерею та емпору для музикантів. Інтер’єри прикрашали декоративні оздоби, серед яких донині зберігся фриз із танцюючими вакханками. Позаду замку, по другий бік Ікви, на штучно насипаному острові простягався парк, знаний як Палестина. Він був створений 1792 року за проєктом відомого садівника Діонізія Міклера.

Замок, покинутий через борги Юзефом Любомирським, у 1876 році було продано разом з усім дубенським ключем княгині Єлизаветі Барятинській. Невдовзі княгиня передала занедбану резиденцію російській владі, яка розмістила у замку військові канцелярії. У колишній бальній залі влаштовано церкву, натомість мури та бастіони, позбавлені догляду й захисту, поступово руйнувалися. Під час Першої світової війни споруда зазнала значних ушкоджень, особливо будівля палацу, що, обстріляна австрійською артилерією, втратила дахи та перекриття. Випалені зовнішні стіни замкових будівель дочекалися ремонту вже за часів Другої Речі Посполитої – у 1932–1939 роках. Тоді польська влада за проєктом Юзефа Новака відреставрувала браму та корпус палацу, розмістивши там установи повітового староства. Під час Другої світової війни в замку містилася в’язниця НКВС. Одразу після нападу Третього Рейху на СРСР радянська влада здійснила там масове вбивство в’язнів. Після 1945 року на території замку розташовувалися казарми танкових військ. Від 1991 року відреставрований замок виконує музейні функції.