Pada tahun 1982, Pengadilan Agama Dumai terbentuk dengan dikeluarkannya Surat Keputusan Menteri Agama Republik Indonesia Nomor 95 Tahun 1982. Tahun 1983 dan 1984 merupakan tahun pendirian dan pengoperasian resmi Pengadilan Agama Dumai. Pada tahun 1984, Pengadilan Agama Dumai mulai beroperasi secara penuh setelah dilantiknya pejabat-pejabatnya. Awalnya, Pengadilan Agama Dumai menggunakan rumah warga sebagai kantor sementara, hingga akhirnya pada tahun 1985, mereka pindah ke gedung sendiri di Jalan Sudirman.
Namun, gedung tersebut kurang memadai karena letaknya yang tidak strategic dan rawan banjir. Oleh karena itu, pada tahun 2000 dilakukan upaya untuk merelokasi gedung ke tempat yang lebih layak. Usaha tersebut mendapat dukungan dari berbagai pihak, termasuk DPRD Kota Dumai dan Badan Perencanaan Pembangunan Kota Dumai.
Berbekal surat-surat dukungan tersebut, Pengadilan Agama Dumai mengajukan permohonan penyediaan lahan kepada Pemerintah setempat. Pada tahun 2001, permohonan tersebut ditindaklanjuti oleh Walikota Dumai dan Camat Dumai Timur. Setelah melalui proses pengawasan dan penyesuaian dengan rencana tata ruang Kota Dumai, akhirnya lokasi pengadilan ditetapkan di Jalan Puteri Tujuh Kecamatan Dumai Timur Kota Dumai.
Gedung kantor Pengadilan Agama Dumai dibangun dengan dua tahap pembangunan pada tahun 2005 dan 2006, dengan total luas bangunan 620 M2. Pada tahun 2013, mereka juga menerima bantuan hibah berupa bangunan musholla dan fasilitas olahraga, sehingga luas total pekarangan Pengadilan Agama Dumai mencapai 4.609 M2.
Sebagian lahan yang digunakan oleh Pengadilan Agama Dumai dulunya merupakan lahan operasional PT. Chevron Pasifik Indonesia (CPI) namun sudah tidak digunakan lagi. Lahan tersebut saat ini sedang dalam proses alih fungsi dari Kementerian Energi Sumber Daya Mineral (ESDM) kepada Mahkamah Agung RI melalui Pengadilan Agama Dumai.
Seiring berjalannya waktu, Pengadilan Agama Dumai semakin mendapatkan kepercayaan dari masyarakat pencari keadilan. Pada tahun 2017, mereka berhasil naik kelas menjadi kelas I B berdasarkan Surat KEMENPAN RB No. B/10/M.KT.01/2017.
Pengadilan Agama Dumai resmi menjadi salah satu Pengadilan Agama kelas I B di Indonesia, sesuai dengan Keputusan Menteri Agama Republik Indonesia Nomor 95 Tahun 1981. Pengadilan Agama Dumai dibentuk pada tanggal 17 September 1981.