돈황은 옛날에 타림 분지의 북쪽과 남쪽을 지나던 실크로드의 두 갈래 통상로가 만나는 곳이었다. 둔황이 처음 중국의 지배 밑에 들어간 것은 팽창정책을 쓰던 한나라(漢) 때인 BC 2세기 말경이었다. 이 시기 동안 돈황은 중앙아시아와의 교역에서 중요한 대상도시(隊商都市)이자 상업 중심지였다. 돈황에는 대상교역의 대부분을 담당하던 소그디아나인과 중앙아시아의 상인들이 살던 마을이 있다. 11세기 중반 탕구트족이 세운 나라 서하(西夏)에 점령되었다. 1227년 몽골 제국인 원(元)은 서하를 치고 돈황을 점령했으나, 몽골 제국이 몰락한 뒤 명(明)이 이곳에 요새를 설치했다. 그러나 15세기에 투르판 왕국이 침략하여 그 지배 밑에 들어가 1723년까지 위구르족에 속해 있다가 다시 청(淸)의 통치 밑에 들어갔고, 1760년에는 중앙에서 관리하는 행정부가 수립되었다.

366년부터 서하가 멸망할 때까지 둔황은 거대한 불교 중심지로서, 중앙 아시아의 여러 왕국에서 건너온 승려와 포교사들이 머문 주요도시였다. 그들은 366년에 천불동(千佛洞)으로 불리는 수많은 석굴사원을 처음으로 건축했으며, 이때부터 돈황은 중요한 불교중심지이자 순례지가 되었다. 심지어 토번 점령군조차도 사원들을 지었다. 지역사회에서 큰 역할을 했던 많은 사원들이 있었으며, 세습통치자들은 사원을 적극 후원했다. 승려들 가운데 대부분이 비(非)한족이었다. 현재는 주천지구(酒泉地區)에 속하는 현청소재지이다.