Niederau ist ein Straßenangerdorf und liegt im Elbtalgraben zwischen Spaargebirge und Anstieg zum Friedewald. Es wurde 1274 erstmals urkundlich als Owa erwähnt. Bereits 1368 und 1465 deuten die Namen Nydirowe und Nieder Awe auf die Trennung zum benachbarten Ort Oberau hin.
Die Niederauer Kirche ist dem Heiligen Jakob geweiht und wurde schon im 15. Jahrhundert erwähnt. Die jetzige Kirche wurde in den Jahren 1878/79 an der Stelle der alten Kirche neu errichtet.
Neben der Kirche befindet sich das Pfarrhaus, in dem der spätere Philosoph Johann Gottlieb Fichte einige Jugendjahre verbrachte. Johann Gottlieb Fichte wurde einst von Ernst-Haubold von Miltiz entdeckt, als er ihm eine verpasste Predigt vorgetragen hat. Ernst–Haubold war von ihm so begeistert, dass er den jungen Knaben mitnahm und ihn in Niederau durch Pfarrer Krebel erziehen und für die Schulpforta vorbereiten ließ. Die zwei Linden auf dem Friedhof, einst durch Johann Gottlieb Fichte gepflanzt, erinnern bis heute an ihn.
1842 wurde der Bahnhof Niederau, der heute älteste in betrieb befindliche Bahnhof Deutschlands, an der Bahnstrecke Leipzig - Dresden eingeweiht.
Der Bahnanschluss ermöglichte in den Folgejahren die Ansiedlung von mehreren Industriebetrieben.
Ebenfalls bedeutsam war die Übernahme der Teerproduktfabrik durch Herrn Rütgers im Jahr 1864. 1941/42 entstand in Niederau eine Wohnsiedlung für die Werksarbeiter, der „Rütgersring“, heute „ Ring der Einheit“.
Mit der Gemeindegebietsreform 1994 kam es zum Zusammenschluss der bisher selbständigen Gemeinden Niederau, Gröbern, Großdobritz und Ockrilla zur Gemeinde Niederau.