Der Ort Hayn wurde 1205 erstmals in einer Urkunde genannt. Schon 1254 wird es als Civitas bezeichnet. 1291 ließ der Markgraf Friedrich der Freidige die Stadt befestigen. Von 1312 bis 1316 gehörte Hayn als Pfand zu Brandenburg.
Bedeutung hatte die Stadt als Station der Hohen Straße bzw. Via Reggia von Leipzig kommend nach Bautzen und weiter nach Schlesien. 1429 zerstörten die Hussiten die Stadt. Im gleichen Jahrhundert erhielt Hayn Stapelrechte. Die Tuchmacher der Stadt profitierten vom Fernhandel auch mit dem Waid.
Von 1318 bis 1539 bestand ein Servittenkloster in der Stadt.
Im Nordischen Krieg 1704 wurde die Stadt von den Schweden zerstört. Vierzig Jahre später vernichtete ein großer Stadtbrand wiederum die Stadt.
Mit dem Wiener Kongreß 1815 wurden Teile an Preußen abgegeben. Im Jahre 1856 erhält Hayn den heutigen Ortsnamen „Großenhain“. 1874 bildete man die Amtshauptmannschaft Großenhain.
1994 entstand der Landkreis Riesa-Großenhain. Im Jahr 2008 fusionierte der Landkreis mit dem Landkreis Meißen mit der Kreisstadt Meißen.
Über zwölf Mittlere Betriebe des Maschinenbaus, Elektroanlagenbaus und der Leichtindustrie bestanden bis 1989.
Der Fliegerhorst wurde nach dem Abzug der Sowjetarmee zum Verkehrslandplatz umgebaut.
