Хутір Дубов’язівка виник у середині XIX століття як хутір Дубов’язівщина (на території сучасного селища росла велика кількість дубів). Вперше згадується 1859 р.
У другій пол. XIX ст. — розквіт українського цукроваріння. Поміщицькі господарства збільшували площі посіву цукрових буряків. 1868 неподалік Дубов’язівки прокладено залізницю «Ворожба — Конотоп», 1888 побудовано спиртовий завод. 1898 у Дубов’язівці почав діяти цукровий завод, збудований місцевим поміщиком Кандибою, на 8 парових казанів та 10 парових машин.
З 1917 — у складі УНР, тоді ж при цукровому заводі створюється профспілковий комітет (17 чоловік), який домігся 8-годинного робочого дня та робітничого контролю за виробництвом. З квітня 1918 — у складі Української Держави Гетьмана Павла Скоропадського. З 1921 тут панує стабільний окупаційний режим комуністів, якому чинили запеклий опір місцеві мешканці. Зберіглися дані про актинву боротьбу українського державного підпілля проти комуністичних поневолювачів, зокрема в околицях села відбувалися постійні бої із залогами росіян.
Хутір Дубов’язівка, підпорядкований Сім’янівській сільській раді, 1923 стає центром сільської ради Конотопського району.
1932 комуністи вдалися до терору голодом. 22 січня 1935 року село Дубов’язівка стало районним центром Чернігівської області, а 10 січня 1939, після утворення Сумської області, було включено до її складу.
1 вересня 1941 року Дубов’язівку залишили сталінські війська, селище окуповано німецькими військами. Німецька адміністративна та військова адміністрація працювала у Дубов’язівці два роки. Відновилося релігійне життя, розігнали рабські колхози, а окремим людям по реституції майна повертали награбовані комуністами хати й господарські споруди. Проте 1943 комуністи знову захопили село, арештувавши під виглядом мобілізації практично все чоловіче населення. Незабаром більшість чоловіків козацького походження вони довели до смерті на фронтах Другої світової війни. 1946 почалося видання районної партійної газети. Газета «Ленінським шляхом» редагувалася військовим журналістом Петром Носенком, уродженцем села Голінка Чернігівської області з 1946 по 1950. У газеті велася своєрідна хроніка «харчової війни» із селянами, які знову були піддані терору голодом 1946-47.
Село постраждало внаслідок геноциду українського народу, проведеного окупаційним урядом СРСР в 1932–1933 та 1946–1947 роках.
З січня 1956 Дубов’язівка — селище міського типу, а 7 червня 1957 Дубов’язівський район ліквідовано і включено до складу Конотопського району.
