Historia Ostrołęki zaczyna się od osiedla puszczańskiego. Założono je, jako jedno z pierwszych w okolicy, na skraju Puszczy Zielonej u ujścia Omulwi do Narwi. Prawa miejskie Ostrołęka otrzymała w 1373 r. Pięćdziesiąt lat później potwierdził je książę Janusz Mazowiecki. Dobra lokalizacja  przy przeprawie przez Narew szlaków handlowych ułatwiała rozwój miasta. Okres świetności przypada jednak na wiek XVI, kiedy Ostrołęka stała się własnością Bony (Mazowsze zostało przyłączone do Polski w 1526 r.). Jednak częste pożary i liczne wojny degradują miasto.
Mieszkańcy Ostrołęki brali udział w prawie wszystkich walkach Polski. Współcześnie twierdzą, że miało na to wpływ przywiązanie Kurpiów do swobody. W 1708 r. w okolicach miasta ludzie z puszczy bronili Szwedom wejścia na jej teren. 60 lat później Kazimierz Pułaski był marszałkiem zjazdu konfederatów ziemi łomżyńskiej (konfederacja barska). Po II rozbiorze Polski brygada kawalerii stacjonująca w Ostrołęce odmówiła redukcji i pod wodzą Antoniego Madalińskiego udała się do Krakowa, przyspieszając wybuch Powstania Kościuszkowskiego. W 1807 r. wojska rosyjskie pokonał pod miastem Napoleon. Natomiast w czasie powstania listopadowego walczyli tu żołnierze pod rozkazami gen. Jana Skrzyneckiego. Rosjanie wygrali, ale całkowitej klęsce Polaków zapobiegła szarża lekkokonnej artylerii dowodzonej przez Józefa Bema.
Mimo wojennej zawieruchy, miasto cały czas się rozwijało. Dzięki związaniu z linią kolei warszawsko-petersburskiej na przełomie XIX i XX w. przeżyło kolejny wzrost gospodarczy. Zbudowano pierwsze kamienice. Jednak I wojna św. doprowadziła do zniszczenia Ostrołęki, która przez całe 20-lecie pozostawała małym ośrodkiem bez większego znaczenia.
Na początku września 1939 r. miasto zajmują Niemcy, ale w okolicznych lasach Puszczy Zielonej działają partyzanci. Pięć lat później Ostrołęka zostaje wyzwolona i jednocześnie prawie całkowicie zniszczona.


W odbudowie pomogło jej powstanie zakładów przemysłowych, a także utworzenie województwa ostrołęckiego. Obecnie jest to miasto powiatowe.