В начале 30-х годов ХХ века началось строительство канала имени Москвы и первой на Волге Иваньковской ГЭС. После окончания строительства Волжских гидросооружений в 1937 году рядом стал расти рабочий поселок Большая Волга. Одновременно с сооружением канала имени Москвы на левом берегу Волги шло строительство авиационного предприятия, рядом с которым возник поселок авиастроителей - Иваньково.
В послевоенные годы в поселке Иваньково на базе авиапредприятия были организованы два конструкторских бюро, в которых работали советские и немецкие специалисты. Их приезд повлиял на расширение поселка, модернизацию и организацию производства.
На правом берегу Волги, недалеко от деревни Ново-Иваньково, в 1947 году по инициативе руководителя советского атомного проекта И.В. Курчатова началось создание крупнейшего в мире в те годы ускорителя заряженных частиц - синхроциклотрона, который был запущен в 1949 году. Одновременно ускоренными темпами строился жилой поселок, названный в 1954 году поселком Дубно. В 1953 году на базе Гидротехнической Лаборатории АН СССР был образован Институт ядерных проблем АН СССР. После создания западноевропейскими странами центра ядерных исследований (ЦЕРН) в г. Женеве, в противовес ему по инициативе Советского Союза в марте 1956 года в Дубно был образован Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ). Его учредителями также стали европейские и азиатские социалистические государства. Это событие стало поворотным моментом в истории поселка Дубно. 24 июля 1956 года Указом Президиума Верховного Совета РСФСР он был преобразован в город, а позднее передан из Калининской области в состав Московской области. К нему были присоединены поселок Большая Волга, деревни Ратмино, Ново-Иваньково, Александровка, Юркино и Козлоки. В 1958 году он стал называться город Дубна. Развитие нового города обуславливалось расширением ОИЯИ.
На левом берегу продолжал развиваться поселок Иваньково. В 1958 году он был преобразован в город и переведен в состав Московской области, а в декабре 1960 года объединен с Дубной.
С 1964 года в Дубне в соответствии с первым генеральным планом началось создание единого архитектурно-планировочного ансамбля города. Этот план из года в год воплощался в жизнь и получил свое дальнейшее развитие в новом генеральном плане, утвержденном в 1984 году.
Новый импульс развитию Дубны, особенно старейшему району города «Большая Волга», дало строительство, начавшееся в 1969 году, приборного завода «Тензор», которое уже в 1973 году выпустило первую продукцию - приборы для атомных электростанций Советского Союза и стран членов СЭВ. В 1976 году в этом же микрорайоне разместился ФГУП «НИИ «Атолл», где началось развитие систем контроля для водных акваторий Советского Союза. Это коренным об-разом изменило социальный облик микрорайона. Были построены многоэтажные дома, получила развитие инженерная и социальная инфраструктура в правобережной части города.
В 1980 году в связи с открытием XXII Олимпийских игр, проходивших в Москве, в Дубне начал работать Центр космической связи, обеспечивающий телепередачи в районы Европы и Атлантического океана и устойчивую телефонную правительственную связь с Великобританией, США, Францией. С этого времени Дубна становится и крупным международным телепортом. Практически все телевизионные сюжеты стали сначала проходить через Дубну и потом включались в новостные программы Центрального телевидения.
К середине 1980-х годов Дубна сложилась как крупнейший научный и производственный центр Московской области и всей страны, имеющий развитую систему образования, культуры, медицинского обслуживания населения. Здесь обеспечивались высокие стандарты оказания различных социально-значимых услуг, высокий уровень доходов населения.
Социально-экономический кризис 1990-х годов, как и везде в стране, негативно сказался на существовании и функционировании градообразующих предприятий, где работало подавля-ющее большинство трудоспособного населения. Приостановление производства, рост безрабо-тицы, систематические невыплаты заработной платы вошли и в жизнь дубненцев. В сложившихся условиях администрация Дубны сосредоточила основные усилия на сохранении интеллектуального потенциала города науки, научно-исследовательской базы и исследовательской среды, чему способствовала разработка и реализация программы «Технополис Дубна». В ее рамках проходила реструктуризация государственных предприятий и их конверсирование. Шел активный процесс создания на их базе предприятий малого и среднего бизнеса и, прежде всего, инновационного характера, которые к 2000 году стали давать в городской бюджет почти половину доходов.
В 1994 году Дубна стала университетским центром. Здесь был открыт Государственный Международный университет природы, общества и человека «Дубна». Расформировали училище военное и размещён на территории бывшего военного училища университет.
К началу XXI века общими усилиями муниципальной власти, деловой и научной элиты город Дубна превратился в один из динамично развивающихся муниципальных образований Московской области. Используя опыт управления 90-х годов, администрация Дубны стала инициатором разработки программы развития Дубны как наукограда России.
В декабре 2001 года Указом Президента Российской Федерации В.В. Путина городу был присвоен статус наукограда и утверждена программа его развития, которая успешно реализуется. С 2006 года в городе создается особая экономическая зона технико-внедренческого типа. Постановлением правительства РФ в Дубне учреждён Территориальный инновационный кластер ядерно-физических и нанотехнологий.