Od XII w. był własnością Książąt Pomorskich, później Duńczyków i Szwedów. Znajdowało się tu wtedy kilka chat rybackich. Pierwszy dokument, w którym znajdują się nazwa Klein Dievenov pochodzi z umowy dzierżawnej o karczmę "Lutke Divenow" z 1503 roku. Od samego początku była to wieś rybacka.

Dopiero w 1867 r, gdy odkryto źródła solankowe zaczął funkcjonować jako miejscowość letniskowo-uzdrowiskowa. Wynajmowano wtedy 24 pokoje.
Od 1928 roku nazwa Klein Dievenow (Dziwnów Mały) została zmieniona na Wald Dievenow (Dziwnów Las), bo cały był otoczony lasem sosnowym. Po zjednoczeniu Prus z Niemcami Dziwnówek stał się miejscowością wypoczynkową dla letników z Berlina, Monachium i Szczecina.

W miejscu obecnego kościoła, nad Jeziorem Wrzosowskim znajdował się port rybacki, z którego miejscowi rybacy wyruszali na połowy na jezioro lub w morze rzeką Dziwną do Dziwnowa. Miejscowość liczyła wówczas kilkanaście domów, w których zamieszkiwali rybacy. Była tu szkoła, poczta, piekarnia, stolarnia, masarnia i trzy hotele - jeden na wydmach po lewej stronie od obecnej ul.Kamieńskiej, drugi w obecnym ośrodku Złota Rybka,a trzeci na terenie obecnej Contessy od ul.Kamieńskiej. Oprócz rybołówstwa i obróbki bursztynu, ludność ówczesnego Klein Dievenow pracowała w tych zakładach.

Przed II wojną światową w tych rejonach faszystowskie Niemcy stworzyły jedną z najbardziej zmilitaryzowanych stref, mających posłużyć do zajęcia Polski, a następnie Związku Radzieckiego. Wzdłuż całej linii brzegowej na wydmach znajdowały się bunkry do obrony w razie ataku od strony morza. Pod koniec wojny na Wyspie Wolin znajdował się szereg ważnych obiektów wojskowych: w Świnoujściu była niemiecka baza Kriegsmarie, w okolicach Międzyzdrojów nieopodal wioski Lubin znajdowały się wyrzutnie pocisków V1, których betonowe konstrukcje pozostały do dzisiaj, obok wioski Wicko był poligon doświadczalny, gdzie odbywały się próbne strzelania dział wielokomorowych V3, przeznaczonych do ostrzeliwania wybrzeży brytyjskich, w mieście Wolin funkcjonowała VI Szkoła Łączności Wojsk Lotniczych i znajdowały się magazyny broni i amunicji, a w Dziwnowie był duży ośrodek lotniczy wodnopłatów wraz ze szkołą dla personelu lotniczego.

Podczas wojny zostali sprowadzeni do Dziwnówka Polacy na przymusowe roboty. Mężczyźni pracowali w tutejszych zakładach, a kobiety głównie w hotelach, jako obsługa.

Zimą 1945r. nadciągał front od strony Radawki, celem armii wyzwoleńczej był most w Dziwnowie - jedyna droga na wyspę Wolin, gdzie znajdowały się ważne dla Niemców punkty strategiczne i droga ucieczki na zachód.
Pierwsze Dziwnówek opuściły w popłochu rodziny niemieckie przebywające tu na wypoczynku, które miały nadzieję w spokoju doczekać końca wojny. Po kilku dniach przygotowań w pośpieszną drogę w stronę Świnoujścia ruszyła także niemiecka ludność, zabierając część swojego dobytku. Polacy przebywający na robotach musieli ruszyć razem z nimi, ale większość Niemców pozwoliła swoim pracownikom na ucieczkę na własną rękę. Jedyna droga w tamtym kierunku prowadziła przez most w Dziwnowie i była bardzo zatłoczona, bo wszyscy uciekinierzy z całej okolicy ruszyli niemal równocześnie, a po drodze dołączali się następni, a później także wycofujące się wojska niemieckie. Ucieczka do Świnoujścia dla Polaków, zdanych na własne siły była bardzo męcząca i niebezpieczna. Po kilku dniach pieszej wędrówki, postojów i przepychania się w tłumie, dotarli na miejsce, a stamtąd dalej na zachód w głąb Niemiec, byle dalej od frontu.

12 marcu 1945r we Wrzosowie trwały zacięte walki żołnierzy I Armii Wojska Polskiego z Niemcami, którzy bronili korytarza, umożliwiającego przedostanie się ich wycofujących się wojsk na wyspę Wolin. Walki były tak zacięte, że całą dobę zajęło wojskom wyzwoleńczym pokonanie 3 kilometrowego odcinka do Dziwnówka. 13 marca 2 Dywizja Piechoty pod dowództwem płk. A. Szablewskiego dotarła do Dziwnówka i odcięła drogę ucieczki na zachód Niemcom. W tych walkach zadała nieprzyjacielowi znaczne straty, wynoszące ok. 1500 zabitych i rannych oraz 23 jeńców. Własne straty wynosiły 30 zabitych i 90 rannych. Jako oficer i dowódca zwiadu w szeregach 5 Pułku Piechoty walczył Wojciech Jaruzelski. Na pamiątkę tych wydarzeń w Dziwnówku, Wrzosowie i Dziwnowie wzniesiono pomniki ku czci żołnierzy poległych w walkach o wyzwolenie tych ziem. Później nadciągnęła Armia Radziecka - Dziwnówek został zupełnie opuszczony i splądrowany.

Po wojnie powróciła tu część polskich uchodźców oraz żołnierzy biorących udział w walkach o ziemie zachodnie. Osiedlili się tutaj, sprowadzili swoje rodziny z głębi Polski, albo kresów wschodnich i żyją tu do dzisiaj- oni i ich potomkowie.

Z tamtych czasów pozostało kilka domów w tzw. Starym Dziwnówku. W obecnym ośrodku "Złota Rybka" na skrzyżowaniu ulic Wolności i Kamieńskiej, znajdował się kiedyś hotel dla pilotów rekonwalescentów.W obecnej świetlicy ośrodka kolonijnego Porta Mare na skrzyżowaniu ul. 1-go Maja z Mickiewicza znajdowała się szkoła. Poczta natomiast była w małym domku na skzryżowaniu ul. Kamieńskiej i Mickiewicza. W domu na ul. Kamieńskiej tuż przy rondzie była masarnia. Prawie niezmieniony, choć już bardzo zniszczony i zanidbany stoi przy ul.Wolności w stronę lasu na wschód - stary, malowniczy domek, który widnieje na widokówkach z tamtych czasów. Niektóre pozostałe domy zostały wyremontowane, jak obecny dom "Meduza" po prawej stronie ul.Kamieńskiej, tuż przy wydmach; inne niewiele zmieniły swój wygląd - są pamiątkami z przedwojennych czasów.