A rómaiak a mai Dunántúl területén kialakított Alsó-Pannonia tartományuk északkeleti központját, Aquincumot e térségben alakították ki. A katonai tábort Óbuda területén létesítették, míg a kapcsolódó polgári város ettől északra, Aquincum városrész területén volt. A katonai amfiteátrumot a honfoglalás után valószínűleg Árpád fejedelem vezértársa, Kurszán használta.

1189-ben az óbudai királyi curiában látta vendégül III. Béla király a keresztes hadjáratra vonuló I. (Barbarossa) Frigyes császárt. A királynéi vár építését vélhetően a 13. század második évtizedében kezdte meg II. András király. III. András 1290-ben itt tartotta az országgyűlést, amelynek következménye volt az óbudai program kiadása.

1343-ban I. (Nagy) Lajos az óbudai várat Édesanyjának, Erzsébetnek adományozta. Vélhetően ez a lépés vezetett Óbuda 1355-ben történő kettéosztásához, mivel addig az óbudai káptalannak a király évente egy márka aranyat fizetett. A város felosztásakor született határjárás Óbuda középkori topográfiájának egyik legfontosabb forrása. A város északi része a káptalan birtokában maradt. A déli fele, óbudai királyi várral együtt Erzsébet anyakirályné, majd a mindenkori magyar királynék birtoka lett.

A 14. század második felétől ismert városi pecséten vélhetően a királynéi vár és a Piast-ház sasa látható, amely Erzsébet szerepére utalt. A közeli Buda jelentőségének megnövekedése miatt Óbuda nem tudott országos jelentőségű várossá válni a késő középkorban. A 14. század végén Zsigmond király egyetemet alapított a káptalani városrészben.

1526-ban a mohácsi csatában győztes oszmán-török sereg elfoglalta Budát. A sereg Óbuda közelében vert tábort, a várost felgyújtották. Buda 1529-es ostroma során ismét Óbuda közelében táborozott le az oszmán-török haderő, amely újra kifosztotta a várost. Véglegesen 1541-ben került török kézre Buda elfoglalásával együtt.

A város a török hódoltság alatt is – 1596–1606 és 1684–88 kivételével – folyamatosan lakott volt, azonban ettől kezdve nem városnak (civitas), hanem mezővárosnak (oppidum) vagy falunak (possessio) számított.

A török uralom megszűnése utáni újratelepülés során a település számos barokk épülettel gazdagodott. Ekkor alakult ki a keskeny, kanyargós utcákból álló korabeli településszerkezet. A települést 1659-től 1758-ig család birtokolta, majd a kamaráé lett. Az 1838-as árvízben a lakóházak több mint fele összedőlt, további 40%-uk pedig különböző mértékben sérült, viszont halálos áldozat nem volt. Az ezt követő újjáépítés során a sorházas beépítés vált jellemzővé, és megjelentek az emeletes házak is.

Óbuda 1872-ig önálló mezőváros maradt (1849–1861 kivételével, amikor rendeleti úton Budához csatolták), ekkor az 1871-es községi törvény szabályai szerint rendezett tanácsú várossá alakult. 1872-ben a Budapestről szóló törvény egyesítette Budát, Pestet és Óbudát. A mai városrész határai nagyjából a beltelkek 19. század végi határait követik.

A városközpontban 1969-1984 között tartott a panelházas lakótelep felépítése, amely szinte teljesen megváltoztatta a Flórián tér környékének addigi jellemzően kisvárosias arculatát. Összesen 13 ezer lakás készült el. Az eredeti „földszintes” Óbudából a Fő tér és a Szentlélek tér, illetve a Korona tér környékén maradt meg néhány utcányi házsor, melyeket azóta felújítottak. A Flórián tér legismertebb épülete az 1973-1976 között felépült Flórián üzletközpont. A tér helyén korábban az Aquincumi római tábor bejárata volt. Az 1950-ben átadott és 1984-re kiszélesített Árpád híd felüljárói alatt, a gyalogos aluljáróban őrzi a római kori emlékeket a Fürdőmúzeum.