A l'origine fabriquant de cycle, De Dion Bouton abandonne en 1895 le moteur à vapeur pour le moteur à essence.
Cinq ans plus tard, la firme devient le plus grand fabriquant du monde d'automobiles de tourisme en produisant 400 véhicules et 3000 moteurs (ces derniers étant vendus à Delage, Renault ou Peugeot).
Jusqu'en 1908, De Dion Bouton édite même des cartes routières pour ses clients. En 1910, ses ateliers assemblent le premier moteur V8 du monde. De Dion Bouton réalise ensuite une autre première mondiale : elle fabrique le "Vis-à-vis" qui est premier véhicule produit en série. Il s'en vend 2970 exemplaires.
La concurrence est rude et, quand éclate la guerre de 1914, la société Panhard et Levassor est parvenu à égaler sa production. En 1923, De Dion Bouton se met également à fabriquer des autorails à essence. Ils remplacent peu à peu les trains à vapeur et sont promis à un bel avenir. Mais la crise de 1929 atteint la France et la firme De Dion Bouton est sévèrement touchée.
En 1933, elle doit se résoudre à abandonner la fabrication de tous ses véhicules de tourisme. Elle arrête également de faire des autorails en 1948 mais parvient à maintenir son activité de fabrication d'autobus jusqu'en 1953. De Dion Bouton se recentre alors sur sa vocation première : la bicyclette. Mais, là encore, elle doit jeter l'éponge au début des années 1960.
Après avoir produit une série de camions de pompiers en 1968, De Dion Bouton se résoud à cesser toutes ses activités.