Mitte des 16. Jahrhunderts schlossen sich die Gemeinden Dillstein und Weißenstein, welche nebeneinander an der Nagold positioniert waren, zu einer politischen Gemeinde zusammen: Sie blieben jedoch bis 1812 in kirchlicher Sicht getrennt. Im Jahre 1913 erfolgte dann die Eingemeindung nach Pforzheim.
Dillweißenstein befindet sich im Nagoldtal und ist von bewaldeten Berghänge umgeben, sodass der Stadtteil das natürliche Eingangstor zum Naturpark Schwarzwald Mitte/Nord bildet. Außerdem ziehen sich zwei spektakuläre Flussschleifen durch den Ort. Zur Fläche zählt ebenso die 1962 aus der Büchenbronner Gemarkung herausgelöste Fläche auf dem Höhenplateau Sonnenhof. Die Talsohle liegt bei 260m, während der Höhepunkt auf dem Sonnenberg bei knapp 400m liegt.
Bei Unterteilung der Gemeinde reicht Dillstein ans untere Nagoldtal rund um einen Umlaufberg, den Hämmerlesberg. Die Teilgemarkung von Weißenstein stößt im Süden an die württembergische Gemarkung Unterreichenbach, das bis 1603 zum badischen Bad Liebenzell gehörte.
Der Hämmerlesberg sowie der Weißensteiner „Felsen“ wurden im Mittelalter zum Bau von Burgen genutzt, die das Tal überschauten und die Zugänge zu beiden Umlaufbergen abriegelten. Die damalige Standortwahl wurde demnach aufgrund der günstigen strategischen Lage, der Natur, dem Floßzoll sowie dem Bergbau getroffen.
Heute ist die alte Burganlage aus salischer Zeit, die als „Hoheneck“ bezeichnet wird, sehr verfallen. Einen Besuch wert ist allerdinge die Ruine der ortsnahen Burg Weißenstein „Rabeneck“ aus staufischer Zeit, die 1240 Sitz der erstmals erwähnten Herren von Weißenstein bat. Diese Herrschaft zog sich über die Dörfer Brötzingen, Huchenfeld, Würm und Rod, die Burg Liebeneck und das Patronat der Brötzinger Pfarrkirche. Als diese Adelshoheit jedoch ausstarb, fiel das Lehen zunächst an die badischen Markgrafen zurück und durchlief einen häufigen Wechsel der Lehensträger bis Markgraf Karl Friedrich es 1750 zurück erwarb.
Kirchrechtlich gesehen gehörte Weißenstein zur Pforzheimerpfarrei, ab 1680 jedoch zur neu gegründeten Pfarrei Huchenfeld. Im Jahr 1865 wurde dann die Pfarrei Dillweißenstein gegründet.
Die in den Jahren 1853 bis 1856 erbaute Nagoldstraße schaffte eine erstmalige Verbindung nach Hirsau und Calw. Weiteren Verkehr brachte die 1874 eröffnete Bahnlinie ins Nagoldtal.
Um die Flussschleifen abzukürzen wurde die Bogenbrücke erbaut, welche mit ihrem zinnenbewehrten Werksteinbau die Landschaft in Szene setzt.
Durch die Wasserkraft der Nagold konnte ebenfalls der Bau einer Papierfabrik und der Sitz für Blechschmiede ermöglicht werden.
Dementsprechend ist der heutige Ort durch einen industriellen Aufschwung, einer Ortskernerneuerung und schönen Bauten im alten Stil geprägt.
