Dieveniškės minimos nuo XIV a. pabaigos. XV a. antroje pusėje Dieveniškės tapo miesteliu. Pirmąkart kaip miestelis minimas 1582 m. 1542 m. po Stanislovo Goštauto mirties atiteko didžiajam kunigaikščiui, buvo seniūnijos centras. 1561–1565 m. aktuose Dieveniškės vadinamos karališkuoju valsčiumi.

 

Po 1783 m. gaisro rekonstruotas miestelio centras, pastatyta dabartinė medinė bažnyčia. Nuo XVIII a. suteikta teisė dukart per savaitę rengti turgus ir tris prekymečius. Privilegijoje pasakyta, kad "Prekyba kelia miestų ir miestelių gerovę". 1802–1950 m. valsčiaus centras. 1851 m. Dieveniškės degė, 1912 m. sudegė. 

 

1903 m. pastatyta mūrinė varpinė. Dieveniškės smarkiai nukentėjo per Pirmąjį pasaulinį karą. 1920–1939 m. miestelis buvo okupuotas lenkų, lenkų kalba tapo oficialia, prievarta diegta lenkų etnografinė savimonė. Nors pagal Lenkijos įstatymus ir buvo numatyta tautinių mažumų teisė į švietimą gimtąja kalba, bet nuo 1925 m. pradėtos uždaryti mokyklos ne lenkų dėstomąja kalba.

 

Sakoma, kad 1939 m. Kremliuje braižant Lietuvai grąžinto Vilniaus krašto sienas, ant žemėlapio gulėjusi Stalino pypkė. Niekas neišdrįsęs jos pajudinti, tad ir apibrėžę valstybės sienos linija.

 

1969 m. Dieveniškės buvo įtrauktos į Lietuvos vietinės reikšmės urbanistikos paminklų sąrašą.