Bosetningen ble grunnlagt i 1698 for arbeidere ved det lokale destilleriet, som ble lagt ned i 1848. Den var formelt en landsby til 1919. I 1897 var innbyggertallet 8 500. Byen het Melekess (etter byelva) til 1972, da den ble omdøpt til Dimitrovgrad, etter den bulgarske kommunisten Georgi Dimitrov.
Dimitrovgrads næringsliv omfatter en bildelprodusent (forgassere og drivstoffpumper), en teppeprodusent og en produsent av kjemisk prosessutstyr. Byens viktigste virksomhet er det Føderale Kjernefysiske Forskningssenteret.