Bedingt durch das fruchtbare Land sowie das milde Klima war das Gebiet des heutigen Rheinhessens schon früh besiedelt. Aus der Bronzezeit (1600 – 800 v. Chr.) finden sich mehrere geschlossene Funde in Dexheim. So wurden u.a. im Jahr 1901 insgesamt 31 der frühen Bronzezeit zugehörige Fundstücke, vor allem Schmuck, entdeckt. [Anm. 1]Funde aus keltischer Besiedlung sind selten, aber vorhanden. Beim sogenannten „dicken Stein“ von Dexheim, der sich heute auf dem neu gestalteten Freien Platz befindet, handelt es sich vermutlich um einen Menhir, der für kultische Zwecke benutzt wurde. [Anm. 2] Beim Neubau eines Grundstückes fand man zudem Spuren eines keltischen Gräberfeldes. [Anm. 3]

Die römische Besiedlung Dexheims ist dagegen besser dokumentiert. [Anm. 4]Römische Lager existierten in Mainz (damals: Mogontiacum) und Worms bereits seit der augusteischen Zeit (27 v. – 14 n. Chr.). Die Verbindungsstraße zwischen den beiden Lagern führte am Rhein entlang und damit auch an Nierstein und Dienheim vorbei. Eine Besiedlung Dexheims ist daher in dieser Zeit anzunehmen. [Anm. 5] 1863 fand ein Dexheimer Bürger bei Rodungsarbeiten einen römischen Kindersarg mit dazugehörigen Beigaben. Diese bestanden neben vier goldenen Schmuckstücken aus zwei Ringen, einem Medaillon sowie einem Pendeloque (einem facettierten, in Tropfenform geschliffenem Schmuckstein), alles aus reinem Gold. Zusätzlich befanden sich im Sarg noch drei Tonkrüge, terra-sigillata-Behälter sowie eine Flasche aus dickem Glas. Die Fundstücke wurden dem damaligen Altertumsverein Mainz überlassen und befinden sich noch heute in dessen Besitz. [Anm. 6]Der steinerne Sarkophag blieb im Besitz des Finders. Es wird vermutet, dass es sich bei dem Auffangbecken des Brunnens in der Bornstraße um eben diesen Sarkophag handelt. [Anm. 7]

Bei Rodungsarbeiten eines Weinbergs „Im Weiler“ entdeckte man 1896 Trümmer von Ziegelsteinen. Bei weiteren Grabungen legte man schließlich einen ca. 6-8m hohen und 3m breiten Ofen zum Brennen von Ziegelsteinen frei. Der Fund stützt die These, dass Lehm aus der Gemarkung für römische Ziegel verwendet wurde. Bei weiteren Rodungsarbeiten an angrenzenden Grundstücken fand man Überreste römischer Wasserleitungen sowie ausgedehnte Mauerreste. Diese Funde wurden jedoch nicht fachgerecht dokumentiert und sind heute nicht mehr zu besichtigen, da man die Flächen weiterhin als landwirtschaftliche Nutzflächen bewirtschaftete. [Anm. 8] 

Nach dem Zusammenbruch der römischen Herrschaft und dem Rückzug der Römer aus den Gebieten rund um den Rhein zu Beginn des 5. Jahrhunderts n. Chr. gelang es den Franken, ihre Herrschaft auszubauen und zu stabilisieren. Viele Orte, deren Namen auf –heim enden, wurden im Zuge der sogenannten Fränkischen Landnahme, die bis ins 7. Jahrhundert andauerte, gegründet. Auch Dexheim scheint eine solche Gründung gewesen zu sein, abgeleitet von „Heim des Dechid“. [Anm. 9] Belege, dass sich der Name von dem lateinischen Wort für Ziegel, - tegula -, ableitet,[Anm. 10]gibt es nicht. Sicherer scheint eine Gründung des Ortes durch die Franken, wie sie auch für viele weitere rheinhessische Dörfer belegt ist. Gestützt wird diese These durch die Funde fränkischer Gräberfelder nahe der heutigen evangelischen Kirche und des Friedhofes. [Anm. 11]

Der Dreißigjährige Krieg von 1618 bis 1648 verwüstete das Dorf fast vollständig, die Bevölkerung wurde von 36 Familien auf 12 reduziert. [Anm. 19]  Nach einer kurzen Atempause wurde das Dorf im Pfälzischen Erbfolgekrieg im Jahr 1689 von den Franzosen erneut verwüstet, auch das Schloss fiel den Zerstörungen zum Opfer. Die Trümmer des Schlosses wurden ab 1700 für den Wiederaufbau des Dorfes verwendet. [Anm. 20] Heute sind nur noch der Torturm sowie der Stumpf eines Wehrturmes des ehemaligen Schlosses der Herren von Dienheim erhalten. [Anm. 21]

Im Zuge der Französischen Revolution eroberten Revolutionstruppen 1792 auch die linksrheinischen Gebiete. Mainz und Umland waren von Oktober 1792 bis Juli 1793 französisch besetzt. In diese Zeit fällt auch die Phase der kurzlebigen Mainzer Republik, dem ersten Demokratieversuch auf deutschem Boden, dem Dexheim als kurpfälzische Besitzung jedoch nicht angehörte. Zunächst gelang die Rückeroberung des Gebietes durch österreichische und preußische Truppen. Im Frieden von Campo Formio 1797 wurde der Rhein jedoch als Ostgrenze Frankreichs anerkannt.

Die somit zum französischen Staatsgebiet zählenden, linksrheinischen Gebiete, auch der linksrheinische Teil der Kurpfalz, in dem Dexheim lag, wurden Frankreich angegliedert. Dies wurde 1801 im Frieden von Lunéville nochmals formell bestätigt. Mit der Eingliederung erfolgte auch die Reorganisation der Verwaltung nach französischem Vorbild. Dexheim gehörte nun dem Kanton Oppenheim im neu gegründeten Département du Mont Tonnerre (Département Donnersberg) an. Die Einführung eines für alle nun französischen Bürger gleich geltenden Zivil-und Strafrechts, ersteres festgelegt im Code Civil (auch Code Napoléon genannt), stellte ein Novum dar. [Anm. 22] 

Die neue Friedhofsordnung von 1804 sah zudem vor, dass Tote nicht mehr bei Kirchen bzw. Klöstern beerdigt werden durften. Der bisherige Friedhof bei der evangelischen Kirche musste somit aufgegeben werden. 1808 wurde der neue Friedhof in der Gewann „In den Weidengärten“ angelegt, wo er sich noch heute befindet. Die beiden Linden am Eingang des Friedhofes stammen aus dieser Zeit. [Anm. 23] Auch die Einführung der französischen Sprache sowie französischer Münzen und Maßeinheiten wurde ab 1798 verfügt. [Anm. 24] Die weiteren rechtlichen, sozialen sowie ökonomischen Umwälzungen im Zuge der französischen Herrschaft, wie beispielsweise die Abschaffung des Lehnswesens und der Zehnten, die Einführung eines staatlichen Schulwesens und der Gewerbefreiheit, die mit der Etablierung des Code Civils einhergingen,[Anm. 25] können auch für Dexheim angenommen werden, explizite Erwähnungen finden sich jedoch nicht.  

Auch der Zweite Weltkrieg verschonte Dexheim nicht: 44 Männer, die auf dem Ehrendenkmal auf dem Friedhof gelistet sind, galten als gefallen oder vermisst. [Anm. 33]  Viele Soldaten befanden sich in Kriegsgefangenschaft und kehrten erst Jahre später nach Dexheim zurück. Über das Ausmaß der Zerstörungen in Dexheim liegen keine gesicherten Daten vor. Größere Gebäude, wie die evangelische und katholische Kirche, das historische Backhaus oder das Rathaus wurden zumindest nicht komplett zerstört. So wurde das Rathaus in der Ortsmitte, erbaut 1830 im klassizistischen Stil, erst 1974 abgerissen, um die Ortsdurchfahrt zu verbreitern. [Anm. 34] Die katholische Kirche Mariä Himmelfahrt erhielt 1955 vier, die evangelische Kirche St. Martin 1958 drei neue Glocken, nachdem diese im Zweiten Weltkrieg eingeschmolzen worden waren. [Anm. 35] 

Eine jüdische Gemeinde in Dexheim kann nicht nachgewiesen werden. Während in den Nachbarorten jüdische Gemeinden bezeugt sind, [Anm. 36] lässt sich dies für Dexheim nicht gesichert sagen. Brilmayer spricht 1905 von „737 Einwohner(n), darunter 524 Evangelische, 211 Katholiken und zwei eines sonstigen Bekenntnisses (..)“. [Anm. 37] Weitere Ausführungen, auch ob es sich bei den zwei genannten Personen um Jüdinnen oder Juden handelte, finden sich nicht. 

Kurz vor der geplanten Rheinüberquerung der amerikanischen Truppen bei Nierstein kam es am 21. März 1945 zu den sogenannten Kornsand-Morden. Sechs als „politisch missliebig“ angesehene Personen, Mitglieder der KPD sowie der SPD, wurden auf Befehl von NSDAP-Funktionären ermordet. Unter den Opfern befand sich mit Georg Eberhardt auch ein gebürtiger Dexheimer. Aufgewachsen in der heutigen Dalheimer Straße, zog er erst nach seiner Heirat nach Nierstein. [Anm. 38] Wenige Tage später erreichten amerikanische Besatzungstruppen Dexheim.

Wirtschaftlich gesehen gelang mit dem Bau der Nebenbahnstrecke Nierstein-Köngernheim, an die auch Dexheim mit einer eigenen Station angeschlossen war, der Anschluss an die überregionale Infrastruktur. Die Strecke wurde nach langer Planung 1900 eingeweiht. Im Volksmund wurde sie „Valtinche“ genannt, nach dem Fuhrmann Valentin, der diese Strecke vorher befuhr, um Milch von den umliegenden Bauernhöfen nach Nierstein zu bringen. Die 10,3 km lange Strecke bestand bis 1960. [Anm. 41] Konrad Adenauer besuchte 1957 das Kurfürstliche Schloss in Mainz zu einer Wahlkundgebung. Auf dem Rückweg befuhr er ab Nierstein die Bahnstrecke nach Köngernheim und übernachtete vom 1. auf den 2. August 1957 in Dexheim. [Anm. 42] Die Bahnstrecke sowie das Bahnhofsgebäude, das sich auf dem Gelände des heutigen Kinderspielplatzes befand, wurden 1974 abgerissen, die Bahnstrecke zu einem Wirtschafts-und Fahrradweg ausgebaut.

Rheinhessen zählt mit zu den wärmsten und trockensten Gebieten Deutschlands, was eine intensive agrarische Nutzung bereits in der Frühgeschichte ermöglichte. Vor allem der Wein-und Obstanbau wurde hiervon begünstigt. In Dexheim ist der Weinanbau bereits seit dem 8. Jahrhundert in Urkunden belegt. In den 1950er Jahren setzte ein, für viele rheinhessische Dörfer typischer, Strukturwandel ein: anstelle der ursprünglich 32 existieren heute noch 19 Weinbaubetriebe. [Anm. 43] Der Weinbau prägt bis heute das Erscheinungsbild Dexheims: von den rund 583ha, die Dexheim heute umfasst, werden 166ha als Rebland bewirtschaftet. [Anm. 44]  Dexheim liegt zudem im größten deutschen Weinanbaugebiet, welches eine Rebfläche von rund 26.000 Hektar umfasst und den Namen Rheinhessen bis heute beibehalten hat. Als politische Einheit ist Rheinhessen seit der Auflösung aller Regierungsbezirke im Zuge der Umstrukturierung der rheinland-pfälzischen Landesverwaltung im Jahr 2000 nicht mehr existent. [Anm. 45]