Dream Theater diffère de nombreux groupes de metal en ce que cette formation n'est pas née entre deux coulisses de concerts de hard rock underground, mais bel et bien au sein de l'une des plus prestigieuses universités américaines, l'Institut Berklee de Boston, l'une des écoles de musicologie les plus réputées au monde. Plutôt centré sur le classique et le jazz, l'enseignement de Berklee n'était pas forcément disposé à accueillir ces étudiants aux cheveux longs ne jurant que par le rock progressif, en dépit de sérieuses études de violon ou de piano.
En 1985, John Petrucci et John Myung, deux New-Yorkais détonnent particulièrement au milieu de leurs congénères : ayant fait leurs premières armes au sein de plusieurs groupes adolescents, les deux garçons, qui se connaissent depuis l'enfance, forment alors l'ossature d'un groupe qu'ils baptisent Majesty. Les arrivées successives du batteur Mike Portnoy, puis de l'organiste Kevin Moore (un ancien de Centurion, l'un des groupes d'adolescence de Myung et Petrucci) permettent à la jeune formation de se structurer de manière classique, même si la présence d'un clavier au sein d'un groupe de hard rock inscrit clairement Majesty dans la lignée des formations des années 1970 plutôt que dans celle de la décennie suivante. Si, aux débuts, Myung se charge de la partie vocale, il n'est pas particulièrement satisfait de ses propres performances. Chris Collins rejoint alors le groupe en 1986 afin d'assurer le lead vocal de Majesty. Ainsi formé, le groupe donne son premier concert le 28 mai 1986 et commence à enregistrer ses premières démos qu'il propose aux maisons de disques.
Collins quitte le groupe après les premiers enregistrements et se voit remplacé par Charlie Dominici, un vieux routard de la chanson, ayant déjà fait partie de France & Knockout en 1981. Le professionnalisme et l'expérience de Dominici permettent à Majesty, qui, entre-temps, est devenu Dream Theater - du fait de l'homonymie avec une formation de jazz existant déjà - d'enregistrer un premier album chez Mechanic Records, When Dream and Day Unite, disque pionnier du metal progressif.
Bâti comme une épopée, l'album se permet quelques variations rappelant la construction classique d'un opéra avec des morceaux déclinés en plusieurs sous-titres, à l'image de « The Killing Hands », dont s'inspirera par la suite Manowar pour le titre « Achilles, Agony and Ecstasy » sur l'album The Triumph Of Steel. Premier album de Dream Theater, When Dream and Day Unite est également le dernier pour Dominici qui se voit remercié car sa voix, trop connotée heavy metal, ne correspond pas vraiment au style que veut se donner le groupe.
Après le départ de Dominici, Dream Theater reste près d'un an sans chanteur, ce qui ne signifie pas, cependant, que le groupe arrête ses activités. S'ils ne se produisent sur aucune scène et n'enregistrent aucun album, les membres du groupe occupent leur temps à composer de futurs hits tels que « A Change of Seasons » ou « Leaming to Live »... autant de titres bien léchés qui n'attendant qu'un chanteur pour être interprétés. Finalement, après un casting digne d'un Popstars avant la lettre, qui voit une centaine d'interprètes défiler pour être auditionnés (dont Sebastian Bach, le futur chanteur de Skid Row), c'est le Canadien Kevin « James » LaBrie qui est finalement retenu.
En 1992, Images and Words, porté par le single « Pull Me Under » est l'album que tous les fans de la première heure attendaient, et il constitue à ce jour le plus gros succès en termes de vente de Dream Theater, lequel impose désormais un style touchant à la fois au heavy metal et au metal mélodique, qui finit par faire école. La première tournée internationale du groupe voit les musiciens du Théâtre des Rêves fédérer aussi bien les publics japonais qu'européen autour de ce metal progressif dont ils sont désormais chantres et pionniers.
Mais, quelques temps après Images And Words, Kevin Moore fait part aux autres de sa volonté de quitter le groupe. Après quelques tergiversations, ces derniers acceptent, mais à une condition : que Moore participe encore à un album, ce à quoi ce dernier consent tout en soumettant cependant sa participation à une autre condition sine qua non : qu'il ait un contrôle artistique élargi sur ledit album. Le résultat de ces chantages qui ne disent pas leur nom ? Awake, sans doute le disque le plus noir du groupe, dont les références vont se chercher du côté de chez Metallica (époque Master of Puppets) ou de chez Rush. Bien que techniquement réussi, Awake est cependant loin de la ligne tracée avec Images And Words. Jordan Rudess remplace Moore le temps d'un concert, mais sa capacité à la relecture permanente des titres de Dream Theater ne convainc pas les autres membres qui ne parviennent pas à suivre ses improvisations pendant le show. Derek Sherinian lui est finalement préféré pour la suite de la tournée.
Reste que Dream Theater peine à trouver un style qui lui soit particulier et ce n'est pas l'album semi-live A Change of Seasons, en 1995 qui contribue à lui donner une image de marque particulière, car si le morceau-titre, qui dure 23 minutes, s'inscrit dans la lignée de « The Killing Hands », les nombreuses reprises que contient l'album (de Led Zeppelin à...Elton John) déroutent le public de Dream Theater.
Les années suivantes sont dures pour le groupe qui ne parvient pas à se positionner artistiquement, à tel point que Mike Portnoy songe même à tout laisser tomber. Pressés par leur maison de disques, les membres de Dream Theater finissent par accepter d'abandonner leurs choix artistiques progressifs pour s'aligner sur un heavy metal plus classique et plus susceptible de toucher les fans de hard rock. Falling Into Infinite est le résultat de cette exigence de Atco Records et si l'album s'avère irréprochable sur un plan technique, il ne parvient pas à convaincre les membres de Dream Theater de l'avenir de ce groupe, d'autant que Portnoy et Petrucci évoluent en parallèle au sein de The Liquid Tension Experiment, au sein duquel ils côtoient leur ex-claviériste Jordan Rudess, mais aussi le bassiste Tony Levin, ayant déjà joué aux côtés de John Lennon, de Peter Gabriel ou de Yes. Cette digression permet cependant à Rudess de revenir au sein de Dream Theater, en lieu et place de Sherinian dont les prestations n'ont guère convaincu les membres « historiques » du groupe. Levin, sollicité lui aussi, décline toutefois l'invitation, souhaitant rester indépendant.
Après quelques lives enregistrés à Paris et New York, Dream Theater retrouve son inspiration pour les besoins de Lives Scenes From New York dans lequel les musiciens s'inspirent à la fois de Genesis et The Beatles pour régénérer leur style. L'album s'offre une illustration de pochette ingénieuse : les deux tours du World Trade Center en train de brûler, et sort dans les bacs le 11 septembre 2001... Un belle boulette, des plus involontaires évidemment. L'opus est bien évidemment retiré dès le lendemain des rayons des disquaires et les membres de Dream Theater se voient offrir quelques entretiens privés avec le FBI afin de s'expliquer sur les choix artistiques de leur visuel de couverture. L'album, quant à lui, accède à un statut sinistrement culte et, s'il ressort quelques semaines plus tard, nanti d'un visuel plus neutre, les éditions originales se vendent sous le manteau comme des petits pains pour leur aspect collector.
Il faut attendre 2002 pour que sorte l'album-concept Six Degrees of Inner Turbulence, dont le sujet traite des addictions et des maladies mentales (et, notamment, de l'alcoolisme, dont souffrit Portnoy pendant plusieurs années). L'album recentre surtout le groupe sur un style heavy metal très lourd confirmé l'année suivante avec Train Of Throught. Ce n'est qu'en 2005 que Dream Theater renoue avec le metal progressif à l'occasion de la sortie d' Octavarium, opus qui renoue avec leurs influences passées. Tournant aux côtés d'Iron Maiden, de Fear Factory ou de Megadeth, Dream Theater se voit cependant contraint de muscler leurs compositions afin de ne pas se faire proprement dégager par le public de ces groupes, se rapprochant de fait d'un heavy metal très épais. Toutefois, leurs choix artistiques progressifs s'affirment lors de l'enregistrement de Score, en 2006, en compagnie d'un orchestre classique.
Pour la sortie en 2007 de Systematic Chaos, le groupe s'accorde avec les nouvelles technologies en dévoilant quelques morceaux sur la page MySpace de Portnoy. Construit sur une thématique globale assez semblable à celle When Dream and Day Unite ou Six Degrees of Inner Turbulence - à savoir plusieurs morceaux déclinés en de nombreux actes comme à l'opéra - Systematic Chaos s'inscrit dans une tradition de metal mélodique trouvant aussi bien ses inspirations chez Genesis que chez Suicidal Tendencies.
Désormais affirmé, le style de Dream Theater se permet quelques circonvolutions artistiques comme de longs solos ou des morceaux auto-parodiques. Signe des temps qui changent pour ce groupe qui aura peiné à se faire une place au soleil, un premier best of sort en 2008 : Dream Theater Greatest Hits, suivi d'un live en forme de large rétrospective CD et DVD : Chaos in Motion. En septembre 2011 sort A Dramatic Turn of Events, délesté du batteur historique Mike Portnoy, remplacé par un autre Mike, Mangini. Ce nouvel album bénéficie d'une édition luxe avec CD bonus instrumental et un DVD documentaire.
Alors que les lecteurs du magazine américain Rolling Stone ont consacré en juillet 2012 Metropolis Part. 2: Scenes from a Memory comme plus grand album de rock progressif de tous les temps, Dream Theater sort en septembre 2013 un douzième album énergique sobrement nommé Dream Theater. Après deux albums en public et une compilation, le groupe reprend enfin le chemin des studios et conçoit The Astonishing, un opéra-rock sous la forme d'un double album dont chaque disque représente un acte. L'histoire projette l'auditeur dans un futur dystopique, où seules les machines peuvent créer de la musique. À cet oeuvre ambitieuse succède l'un des enregistrements les plus courts de la formation, Distance Over Time (2019), conçu par John Petrucci en seulement dix-huit jours. Ce nouvel opus marque le début de la collaboration entre Dream Theater et le label Inside Out Music.
