พระอารามนี้เป็นวัดโบราณ เดิมชื่อว่าวัดเสาประโคน ส่วนเรื่องที่จะมีมูลเหตุเป็นมาอย่างไรจึงมีชื่อดังนั้น ไม่ทราบแน่นอน เพราะยังไม่พบหลักฐานยืนยัน มีเพียงแต่เรื่องเล่าว่าเมื่อท่านสุนทรภู่แต่งนิราศภูเขาทองในราว พ.ศ. 2371 ก็ได้กล่าวถึงวัดนี้ไว้ว่า

แต่โดยอาศัยตามคำบอกเล่าของท่านผู้ที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบัน และมีชาติภูมิอยู่ในถิ่นนี้มาเป็นเครื่องอนุมานในการสันนิษฐาน คงได้เค้าเรื่อง ดังนี้

ในสมัยที่ล่วงมาแล้วประมาณ 60 ปีเศษ ขณะที่ท่านผู้เล่ายังเยาว์อยู่ได้เคยเห็นเสาหินต้นหนึ่ง ขนาดโตประมาณเท่าเสา 4 กำ หรือ 5 กำ สูง 2 ศอกเศษ ปักอยู่ที่มุมภายในพระระเบียงรายรอบพระอุโบสถ ใกล้กับพระเจดีย์ที่ตั้งอยู่ในทิศเหนือด้านหลังพระอุโบสถที่ยังปรากฏอยู่ ณ บัดนี้ ซึ่งในขณะนั้นสถานที่นั้นยังรกเป็นป่าหญ้าคาเป็นที่เคารพนับถือของประชาชนในสมัยนั้น ( นัยว่า ผู้ที่มาดูบางคนก็เห็น แต่บางคนไม่เห็น ) ต่อภายหลังผู้บอกเล่าได้มาดูอีกแต่ไม่เห็น และไม่ทราบว่าเสาหินนั้นสูญหายไปอย่างไร เมื่อไร ดังนั้น เรื่องนี้จึงน่าจะลงมติสันนิษฐานได้ว่าการขนานนามวัดนี้ว่า “เสาประโคน” อาจถือเอาเสาหินนั้นเป็นนิมิตก็ได้ ทั้งตรงกับความหมายของคำว่า “ประโคน” ซึ่งใช้เป็นชื่อเรียกเสาใหญ่ที่ปักหมายเขตแดนอีกด้วย พิจารณาดูก็พอสมเหตุสมผล แต่จะรับรองว่ายุติแน่นอนก็ไม่ได้

อนึ่ง คำว่า “ประโคน” ซึ่งเป็นชื่อของพระอารามนี้ สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ทรงนิยามไว้ดังนี้ว่า “โคน เห็นจะแปลว่า เสา ว่า หลัก ตัวอย่างเช่นคำ เสาประโคน ประ เป็นคำนำเข้าไปให้ผังพริ้งเพริศ เช่น จบ เป็นประจบ จวบเป็นประจวบ ชุมเป็นประชุม”

ส่วนหลักฐานที่จะแสดงให้รู้ ว่าวัดนี้ได้สร้างขึ้นในปีไหน ใครเป็นผู้สร้าง และได้สร้างถาวรวัตถุหรือปูชนียวัตถุอะไรไว้บ้างในยุคแรก ก็ไม่มีปรากฏ จึงทราบไม่ได้

หากจะหาแหล่งอ้างอิงที่เป็นเอกสาร ก็มีบันทึกไว้หลายแห่ง ที่จะยกมา ณ ตอนนี้คือจากหนังสือ “ประวัติวัดดุสิดารามวรวิหาร”(ฉบับตรวจสอบชำระ) โดยกรมศิลปากรเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน ปี 2502 ซึ่งได้ระบุไว้ว่า วัดดุสิดารามนี้ สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้าแจ่ม กรมหลวงศรีสุนทรเทพ พระราชธิดาในพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราชได้ทรงสถาปนาขึ้นแต่ทราบไม่ได้ว่าทรงสร้างหรือทรงปฏิสังขรณ์ปูชนียวัดถุหรือถาวรวัตถุสิ่งใดไว้บ้าง เข้าใจว่าคงจะทรงสร้างพระอุโบสถ พร้อมทั้งพระระเบียง หอระฆังและกุฏิ 2 คณะ คือด้านเหนือพระอุโบสถคณะ 1 ด้านใต้พระอุโบสถคณะ ๑ ส่วนศาลาเก๋งและวิหารคงเป็นเพียงทรงปฏิสังขรณ์ของเดิมเท่านั้น

ต่อมาในรัชกาลที่ 2 สมเด็จพระบวรราชเจ้ามหาเสนานุรักษ์ ได้ทรงสร้างกุฏิด้านหน้า 1 คณะ หอสวดมนต์ ศาลาการเปรียญ เจดีย์ และบูรณปฏิสังขรณ์ถาวรวัตถุอื่น ๆ ทรงบรรจุอัฐิเจ้าฟ้ากรมหลวงศรีสุนทรเทพ ซึ่งเป็นพระเชษฐภคนี ในบริเวณกุฏิที่สร้างใหม่ และพระราชทานนามวัดว่า “วัดดุสิดาราม”

สมัยรัชกาลที่ 3 ได้ทรงสร้างและปฏิสังขรณ์พระอุโบสถ พระวิหาร และกุฏิทั่วพระอาราม ถึงสมัยรัชกาลที่ 5 ได้สร้างอาคารเสนาสนะต่าง ๆ เพิ่มขึ้น พร้อมกับได้สร้างโรงเรียนสอนหนังสือไทย ๑ หลัง

สมัยรัชกาลที่ 6 เมื่อปีพุทธศักราช 2456 สมเด็จพระมหาสมณเจ้า กรมพระยาวชิรญาณวโรรส ได้เสด็จตรวจวัดดุสิดาราม วัดภุมรินราชปักษี และวัดน้อยทองอยู่ ซึ่งมีอาณาเขตที่ดินติดต่อกัน ทรงรับสั่งให้รวมวัดภุมรินราชปักษี ซึ่งมีพระสงฆ์อยู่รูปเดียวเข้ากับวัดดุสิดาราม

เมื่อวันที่ 5 มีนาคม 2488 วัดดุสิดารามและวัดน้อยทองอยู่ประสบภัยทางอากาศในสมัยสงครามโลกครั้งที่สอง วัดน้อยทองอยู่ถูกระเบิดเสียหาย เหลือแต่กำแพงอุโบสถ เมื่อสงครามสงบแล้ว ทางราชการจึงได้ประกาศรวมเขากับวัดดุสิดาราม เมื่อปีพุทธศักราช 2489