Mit einer ersten Erwähnung im 10. Jahrhundert zählt Dolyna zu den ältesten Siedlungen in den Vorkarpaten; es war Bestandteil des frühen Halytsch-Wolhynischen Fürstentum. Seit 1349 gehörte es zu Polen-Litauen (in der Woiwodschaft Ruthenien), 1525 wurde das Magdeburger Recht eingeführt. Nach der ersten Teilung Polens 1772 fiel Dolyna an Österreich, hier war es ab 1850 der Sitz der Bezirkshauptmannschaft Dolina, nach dem Ende des Ersten Weltkrieges 1919 an Polen und lag hier ab 1921 in der Woiwodschaft Stanislau. Kurz nach dem Beginn des Zweiten Weltkriegs fiel Dolyna 1939 an die ukrainische Sowjetrepublik — im selben Jahr wurde der Ort zur Stadt erklärt. In den 1930er Jahren gab es verstärkte Aktivitäten der ukrainischen nationalistischen Bewegung OUN unter Stepan Bandera in der Region. Nach dem deutschen Überfall auf die Sowjetunion 1941 war Dolyna bis 1944 deutsch besetzt und fiel anschließend wieder an die Sowjetunion. Seit deren Zerfall 1991 ist die Stadt Teil der unabhängigen Ukraine.