Die Lage von Dahlheim wurde bereits von den alten Römern geschätzt: Sie errichteten und bewirtschafteten einen Gutshof am Engelborn, in der Nähe des heutigen Ortskernes. Erst als die Römer um 260 n. Chr. aus ihren rechtsrheinischen Gebieten abziehen mussten, weil der Limes den Germanen nicht mehr standhalten konnte, wurde der Hof aufgegeben. Die Überreste dieses Gutshofes, die der damalige Ortspfarrer 1909 beim Pflügen entdeckte, sind die ältesten Siedlungsspuren bei Dahlheim.
Dahlheim liegt auf 260m ü. NN auf einer Anhöhe über dem Rhein im UNESCO-geschützten Rheintal im Loreley-Burgen-Land. Der Dahlheimer Bach fließt mitten durch den Ort und südlich des Ortskernes ins Wellmicher Bachtal. Höchste Erhebungen sind der Deuerberg (382m) und der Starkenberg (344m) im Osten der Ortsgemarkung.
Für den Wanderer bei Dahlheim ist ein Abstecher ins Naturschutzgebiet Reichelsteiner Bachtal, das entlang der östlichen Gemarkungsgrenze zum Blauen Ländchen verläuft, ein Muss. Das Naturschutzgebiet erstreckt sich auf einer Fläche von knapp 70ha. Im Reichelsteiner Bachtal leben zahlreiche bedrohte Tier- und Pflanzenarten; neben seltenen Schmetterlingen und Fledermäusen sind hier Schling- und Würfelnattern anzutreffen. Der Reichelsteiner Bach mündet südlich von Dahlheim in den Wellmicher Bach, der wiederum auf 9km dem Rhein zufließt.
Zu den Sehenswürdigkeiten von Dahlheim gehört die denkmalgeschützte katholische St. Jakobus Kirche. Sie wurde von 1838-40 als Saalbau im klassizistischen Stil errichtet, dabei wurde die vorherige, 1818 abgerissene Kirche überbaut. Aus dem 18. und 19. Jahrhundert stammen einige Fachwerkbauten in der Mittelstraße, die ebenfalls unter Denkmalschutz stehen. Und wer südwestlich von Dahlheim nach Prath unterwegs ist, entdeckt am Straßenrand ein Heiligenhäuschen aus Bruchsteinen, das seinen Ursprung ebenfalls im 18. oder 19. Jahrhundert hat.
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