Dim Days of Dolor a été composé au début de l'année 2016, et enregistré entre juin et juillet dans le studio d'enregistrement personnel de Morten Veland (Audio Avenue Studios) à Tau, Rogaland. Des enregistrements additionnels ont été réalisés au Sound Suite Studios à Marseille.
Le , Sirenia annonce que leur chanteuse Ailyn Giménez quitte le groupe pour des raisons personnelles[1]. Elle n'a participé à aucune des sessions d'enregistrement de l'album.
En août, l'album a été mixé au Hansen Studios à Ribe, au Danemark. Le design a une nouvelle fois été réalisé par Gyula Havancsák de Hjules Illustration And Design[2].
Le , la chanteuse française mezzo-soprano Emmanuelle Zoldan a été officiellement annoncée comme la nouvelle chanteuse du groupe, après que les enregistrements et le mixage instrumentaux aient été réalisés. Plus tard, les pistes vocales ont été ajoutées[3].
Un des aspects notables est la faible présence du chant guttural de Veland, et la moindre participation de la chorale française d'opéra, en comparaison avec les albums précédents.