Le Donon tire son nom du mot celte « dunum » qui signifie « montagne », « colline ». Par extension, ce terme désigne un lieu élevé. Les nombreuses traces de l’occupation humaine remontent à l’Age de Bronze (2000 avant Jésus-Christ) puis à l’Age de Fer (750 à 50 avant Jésus-Christ). A cette époque, la région est occupée par les grandes tribus gauloises de l’Est de le France : les Leuques, les Triboques, les Médiomatriques… Le site occupe une position centrale et constitue un important axe de passage reliant la Vallée du Rhin et le Plateau du Lorrain.
Le Donon devient un lieu de culte : les Celtes bâtissent un temple consacré au Dieu Cerf. Les Gallo-Romains, quant à eux, font construire un temple dédié à Mercure. De ces vestiges témoins d’un passé mystique il ne reste rien : les temples ont été saccagés au fil des siècles.
Au cours du Moyen Âge les populations se regroupaient pour se livrer à des cultes et des pratiques allant à l’encontre de la vague de christianisation.
Au XIXème siècle, Léopold Hugo père du romancier Victor Hugo, indique dans une lettre que son fils aurait été conçu au sommet du Donon. Une plaque gravée, rappelant ce fait, se trouve apposée sur une roche du sommet : « En ce lieu le V floréal An IX fut conçu Victor Hugo ».
En 1869, à la demande de Napoléon III, le sommet accueille un bâtiment imitant un temple gréco-romain. Cette œuvre de l'architecte colmarien Louis-Michel Boltz sert d’abri aux diverses trouvailles archéologiques. La table d’orientation installée en 1884 et située à l’avant du temple permet d’orienter son regard sur le panorama vosgien.