黑森-达姆施塔特源于黑森伯爵封地。1567年菲力普一世死后黑森伯爵领地被按照古代的遗产分配规则分开，从而形成了四个不同的贵族领地：黑森-达姆施塔特、黑森-卡塞尔、黑森-马尔堡和黑森-莱茵菲尔斯。其中黑森-马尔堡和黑森-莱茵菲尔斯至1604年全部无后代，为了争夺黑森-马尔堡的继承权黑森-达姆施塔特和黑森-卡塞尔之间爆发了长时间的对立。1618年爆发的三十年战争中这两个本来是亲戚的领地也因此站在了对立的两面。黑森-卡塞尔的莫里茨伯爵强迫马尔堡大学进行宗教改革皈依新教后1607年黑森-达姆施塔特建立了吉森大学。

1622年由于遗产分配黑森-霍姆堡从黑森-达姆施塔特中分离出来。

1803年在神圣罗马帝国破裂的过程中黑森-达姆施塔特得以赢得一些地盘，同时黑森-卡塞尔也被提高为一个独立的国家。1806年拿破仑·波拿巴建立莱茵联邦，以提供军队为条件将黑森-达姆施塔特这个伯爵领地提升为大公国，同时黑森-达姆施塔特还获得了沃尔姆斯、阿尔蔡、宾根和美因茨，这些新地区被统称为莱茵黑森。1815年黑森-达姆施塔特参加德意志邦联。在1866年的普奥战争中黑森-达姆施塔特参加奥地利面战败后被迫将刚刚获得的黑森-霍姆堡和黑森中部地区割让给普鲁士。黑森-达姆施塔特的北部地区（所谓的上黑森）于1866年加入北德意志邦联，1871年黑森-达姆施塔特成为新成立的德意志帝国的联邦国之一。