Старіший орфографічний словник «Словники України on-line» (2008) містить написання «он‑ла́йн».
В той же час трішки новіший тлумачний «Словник української мови» в 20 томах, хоч і не має ще в інтернеті опублікованих томів на літеру «О», але містить написання «онлайн» (і лише таке) в прикладах до 6-го тому (2015):
ІНТЕРНЕ́Т-КА́МЕРА, и, ж[іночий рід]. <…> У Дубні встановлено інтернет-камери, завдяки яким можна стежити за життям міста в режимі онлайн (з газ.).
[ІНТЕРНЕ́Т-НОВИ́НИ](http://services.ulif.org.ua/expl/?page=1239&wordid=209566), и́н, _мн[ожина]_ (_одн[ина]_ інтерне́т-нови́на, и, _ж[іночий рід]_). _Інтернет-новини в режимі **онлайн**_; _Незалежні інтернет-новини_.
[КА́СКО](http://services.ulif.org.ua/expl/?wordid=171297&page=1298), _невідм[інюване]_, _с[ередній рід]_, _фін_. _Розрахунок вартості поліса автомобільного каско можна зробити в офісі вибраної страхової компанії та в режимі **онлайн** за допомогою автоматичного розрахунку_ (з мови реклами).
Хоч такий висновок зарано робити на основі лише двох словників, але складається враження, що маємо тенденцію переходу від написання «он-лайн» (чи неусталеного написання) до написання «онлайн» (можливо, подібне зазначається вподібно до того, як це відповіді на English SEвідбувалося в англійській мові). Що однак не обовʼязково означає неможливість дефісного написання. Англійською, наприклад, дозволені обидва варіанти: «on-line» і «online» (причому, що цікаво, перший ми бачимо прямо у назві словника 2008 року, а другий — словника 2015) — хоч друге і вживається, здається, в наш час значно частіше.
Англійсько-українсько-англійський словник наукової мови (фізика і споріднені науки) О. Кочерги і Є. Мейнаровича (2010) також містить написання «онла́йн». Також деякі словники фіксують «онла́йн-…» як першу частину складених слів (наприклад, «онла́йн-словни́к») і навіть прикметник «онла́йновий», що ще більше ставить під сумнів доречність дефіса.