Dunkley, 25, gjorde 52 framträdanden i alla tävlingar för Oxford förra säsongen men förkastade ett nytt kontrakt och kommer att gå Wigan den 30 juni på en fri överföring.
Den tidigare Crewe och Hednesford Town center-back gick U's från Kidderminster Harriers på lån innan de skrev på permanent 2015.
Han är ny chef Paul Cooks första signering sedan ankomsten den 31 maj.
Hitta alla de senaste fotbollsöverföringarna på vår dedikerade sida.
Wigan Athletic har undertecknat ett treårigt avtal med Chey Dunkley.