À l'époque gallo-romaine, Delme  est mentionnée sur la table de Peutinger sous le nom Ad Duodecimum (à la douzième borne). C'était un poste sur la route de Metz à Strasbourg. Son nom est dérivé de la position : douze lieues gauloises romanisées (Leucae Duodecim de Metz).

À la Renaissance, Delme fait partie du marquisat de Nomeny qui appartint au duc de Mercœur, père de la reine Louise de France et de Philippe-Emmanuel de Lorraine.

En 1661, le roi Louis XIV occupe Nancy. Il impose donc au duc Charles IV de Lorraine la cession de la « route d'Alsace » sur laquelle se trouve Delme. Le bourg devient une possession du roi de France, rattaché au bailliage de Metz.

Une importante communauté de confession israélite, composée principalement de marchands de chevaux, profite de la présence des armées françaises pour s’installer à Delme. Prospère, elle dispose d'une synagogue (à droite sur la photo), aujourd'hui convertie en musée d'art contemporain. Elle donne à la ville plusieurs maires, parmi lesquels David Worms (-1842), Abraham Vormus (1872-1892) et Émile Worms en (1925-1935).

En 1790, Delme est rattachée au département de la Meurthe.

Au cours de son règne, Napoléon Ier aurait plusieurs fois fait étape à Delme, à la ferme du château.

En 1871, le traité de Francfort, faisant suite à la guerre franco-prussienne donne au nouvel Empire allemand les territoires germanophiles de la France : le département du haut-Rhin avec Mulhouse, Colmar, le département du Bas-Rhin avec Strasbourg, Saverne, Sélestat et Wissembourg, les cantons vosgiens de Schirmeck et Saales, l'arrondissement Mosellan de Sarreguemines, dans le département de la Meurthe, l'arrondissement de Sarrebourg.

L'état-major allemand impose au chancelier Bismarck l'annexion de Metz, préfecture de l'ex-département de la Moselle et ville romane mais place-forte de première importance. Mais la ville se trouve très proche de la nouvelle frontière franco-allemande. Pour la protéger d'une avancée des troupes françaises, l'arrondissement de Chateau-Salins dont fait partie Delme, bien que de tradition romane, est également annexé. Cette protection se révélera efficace durant le conflit suivant.

La commune de l'ancien département de la Meurthe, dont le nom est germanisé en "Delm", est rattachée au Landkreis Château-Salins dans le Bezirk Lothringen, le nouveau district allemand de Lorraine.

Lorsque la Première Guerre mondiale éclate, les appelés delmois, comme tous les conscrits du Reichsland Elsaß-Lothringen, se battent bon gré, mal gré, pour l’Empire allemand. La victoire française sera bien acceptée par les habitants du canton, heureux de retrouver la paix. Le bourg est reconquis par l'armée américaine en 1918.

Après le traité de Versailles, Delme redevient française et est rattachée au nouveau département français de la Moselle.

La Seconde Guerre mondiale et le drame de l'Annexion au troisième Reich marqueront plus longtemps les esprits. Le nom de la commune est de nouveau germanisé et devient "Delmen".

Dans l'après-midi du 3 septembre 1944, le centre de triage ferroviaire est bombardé par des obus américains. La commune, meurtrie par les combats, ne sera libérée que le 17 novembre 1944, le même jour que Dieuze et Château-Salins.

L'exploitation commerciale voyageurs de la gare de Delme s'arrête au début des années 1970 et celle du fret, vers 1980.