Właściwe miasto powstało zaledwie podczas epoki galo-romańskiej. Położone pomiędzy żyznymi wyżynami i bagnistymi nizinami rzeki Saony, miasto „Divio” zawdzięczało swą nazwę świętemu miejscu położonemu pomiędzy spływem niewielkich rzek Ouche i Suzon – prawdopodobnie na miejscu aktualnej Katedry Saint-Bénigne de Dijon.

Miasto, będące przede wszystkim miejscem tranzytu dóbr, rozwijało się powoli i otaczało się murami w III wieku. Było względnie oszczędzane przez inwazje barbarzyńców, Saracenów (VIII wiek) i Normanów (IX wiek).

Dijon stało się znane w średniowieczu jako „miasto stu dzwonnic”, ale przede wszystkim jako stolica Księstwa Burgundzkiego. Przekształciło się w stolicę niezależnego państwa w 1384. Sytuacja ta trwała około jednego wieku. Po śmierci księcia Karola Zuchwałego, wielkiego wroga królów Francji, Ludwik XI anektował księstwo i kazał wybudować w Dijon zamek, przekształcony później w więzienie.

W 1477, po przyłączeniu księstwa do Korony, Dijon pozostało stolicą Burgundii i siedzibą stanów prowincji oraz parlamentu. W 1513 roku Szwajcarzy oblegali miasto.