Archeologicky je doloženo téměř kontinuální Prostor městské památkové zóny Duchcov byl podle archeologických výzkumů osídlen již v době prehistorické. Středověké město se zde počalo utvářet v souvislosti s existencí trhové vsi Hrabišín, která se objevuje v písemných pramenech na počátku 13. století, kdy budoucí Duchcov vystupuje z pomyslné historické tmy. Zástavba středověkého Duchcova (Tockzau, Dux) se rozvíjela v návaznosti na tehdejší panské sídlo a románsko-gotický kostelík sv. Jiří, který se nacházel v těsné blízkosti současného barokního kostela Zvěstování Panny Marie. Pozůstatky středověkého města jsou dosud patrné ve vymezení dnešního náměstí Republiky, průběhu navazující uliční sítě, ale jsou přítomné i v podobě gotických reliktů ve sklepení několika objektů v historickém jádru Duchcova. Středověké město bylo vymezeno prstencem hradeb, které prostupovaly tři městské brány – Hájská, Mostecká a Teplická. Na městské opevnění navazovaly příkopy, které dnes připomíná název ulice Městské příkopy. Ještě v raném novověku byly tyto příkopy částečně zavodněné. V těsné blízkosti města se od nejstarších dob nacházel i velký rybník Barbora, který je významným krajinotvorným prvkem města i dnešní městské památkové zóny. Nedílnou součástí zóny je i areál národní kulturní památky státního zámku Duchcov. Zámek vyrostl v místě staršího středověkého panského sídla, součástí pozdějšího renesančního zámku byl i park, který na počátku 17. století připomíná rudolfínský lékař Matyáš Borbonius z Borbonheimu. Zásadní přestavbou byl v 18. století vytvořen areál zámku s novostavbou kostela Zvěstování P. Marie, francouzskou zámeckou zahradou a panským hospitálem. Budovu tohoto špitálu vystavěl litoměřický architekt Octavio Broggio, na předměstí Duchcova ve stejné době vybudoval i centrální kapli sv. Barbory, tehdy obklopenou hřbitovem. Bohaté stavební aktivity držitelů panství Valdštejnů zcela změnily tvář Duchcova, své uplatnění zde nalezla díla Matyáše Bernarda Brauna, rodiny Brokoffů nebo Václava Vavřince Reinera, který se podílel na výzdobě kopule špitální kaple vytvořením fresky Nanebevzetí P. Marie. Nejvýraznější stavební proměny města přineslo „dlouhé“ 19. století. Od jeho počátku probíhala postupná demolice městských hradeb a středověké jádro města se rychle propojilo s bývalými předměstími, která si dosud podržela agrárně řemeslný ráz. Od poloviny 19. věku město zasáhla rychlá industrializace spojená intenzivním dobýváním hnědého uhlí v okolí města. V té době vyrůstala zcela nová čtvrť poblíž stanice bývalé Ústecké-teplické dráhy, při které se vytvářelo druhé městské centrum. Do přelomu století došlo i k zásadní proměně zástavby staré části města, nové domy již byly dvou nebo třípodlažní, převládající se staly historizující fasády v eklektickém zabarvení. V prostoru bývalých pastvin na západním břehu rybníka Barbory nejprve vyrostla historizující tělocvična německého turnerského spolku, kterou v roce 1895 doplnila novostavba školní budovy od vídeňského architekta Carla Hintraegera. Malebnost této zástavby završila na počátku století výstavba skupiny vilových domů v dnešní Tyršově ulici a stavba secesního luterského kostela architektů Graebnera a Schillinga, která výrazně ovlivnila celkové panorama Duchcova. Stavební vývoj města v meziválečném období obohatil poměrně bohatý fond staveb moderní architektury zahrnující například budovu českého gymnázia od Ladislava Skřivánka nebo objekt městského kina od českolipského architekta Richarda Brosche. Období druhé poloviny 20. století se pro městskou zástavbu a její stavební fond nevyvíjelo příznivě. Na město byla uvalena od konce 40. let stavební uzávěra z důvodu uvažované těžby hnědého uhlí a možné dílčí asanaci Duchcova. Honbě za uhlím nakonec padla jen část zámecké zahrady včetně barokního hospitálu, který byl zbořen v roce 1958. Po uvolnění stavební uzávěry v roce 1963 (resp. jejím omezení na jižní část města), procházel Duchcov postupnou obnovou, která byla spojena s řadou neuvážených stavebních zásahů a celkovou degradací kvalit zástavby. V řadě případů tak byl téměř nevratně setřen vnější historický ráz mnoha domů. Došlo i rozsáhlejším demolicím, které představuje především odstranění areálu bývalého barokního pivovaru na sklonku 40. let a asanaci zástavby v ulicích Na Bělidle a Lípová, která proběhla na počátku 60. let 20. století. Budování města v druhé polovině 20. století bylo spojeno především s typizovanou výstavbou panelových domů, přesto ve městě vznikly dvě kvalitní architektonická díla nadregionální úrovně – brutalistní pavilon pro umístění Reinerovy fresky ze zaniklého panského hospitálu od Jana Sokola a nová „bruselská“ železniční zastávka od Jiřího Hyliše. Oba tyto objekty jsou chráněné jako kulturní památky. Dlouhodobě plánována asanace jižní části města, kde měl vzniknout nový sídlištní celek Duchcov-jih nebyla realizována. V roce 1992 bylo jádro Duchcova s navazujícími úseky bývalých předměstí prohlášeno městskou památkovou zónou. Ta ve svých hranicích zahrnuje nejen původně středověké centrum s převládající historizující zástavbou, ale také mladší výstavbu z první třetiny 20. století soustředěnou při ulicích Teplická, Lípová, Tyršova a Husova. Průběh městské památkové zóny zahrnuje i břehy rybníku Barbora a chrání tak jedinečné panorama města s rybníkem a evangelickým kostelem. V jejím prostoru se tak snoubí urbanistické schéma středověkého města spojené se stavebním fondem architektury 19. a první třetiny 20. století. Na nevelkém prostoru tak lze spatřit stavební památky barokního rázu, historismu 19. století, německy zabarvené secese i kvalitního souboru staveb moderní architektury z meziválečné éry, která absorbuje vlivy české i německé. Těžiště hodnot městské památkové zóny je možno spatřovat právě v pestrosti a kvalitně stavebního fondu.