Historia Ostrołęki sięga końca XI wieku, kiedy to na piaszczystej wyspie znajdującej się na wysokości ujścia Omulwi wybudowano gródek obronny. Powstała wokół niego osada zapoczątkowała dzisiejszą Ostrołękę. Najstarszy dokument źródłowy, który mówi o Ostrołęce jako o mieście, pochodzi z 1373 r. i wiąże się z nadaniem przez księcia mazowieckiego Siemowita III wójtostwa w Ostrołęce Świętosławowi Romie.
W 1526 r. miasto zostało włączone do Korony i oddane we władanie królowej Bonie. Od tego czasu rozpoczął się szybki gospodarczy rozwój miasta zwany „złotym wiekiem Ostrołęki”. Pożary, epidemie, wydarzenia wojenne („potop szwedzki”), które nastąpiły w kolejnych dziesięcioleciach spowodowały niemal całkowitą zagładę miasta. Ostrołęka została ponownie zniszczona w początkach XVIII w., w czasach „wojny północnej”.
Ożywienie gospodarcze nastąpiło pod koniec XVIII wieku dzięki osadnictwu w Puszczy Zielonej i potwierdzeniu przywilejów rzemieślniczych. Wybudowany niedługo po „potopie szwedzkim” przez posła ziemi nurskiej Tomasza Gocłowskiego klasztor i kościół bernardynów uzyskał wówczas wykończenie wewnętrzne, tj. organy, ołtarze i ambonę, a następnie krużganki, będąc do dziś jednym z najpiękniejszych zabytków Mazowsza.
Po upadku Rzeczypospolitej Ostrołęka znalazła się w zaborze pruskim, a jako największe miasto w tym rejonie została siedzibą obwodu składającego się z trzech dotychczasowych powiatów: ostrołęckiego, ostrowskiego i nurskiego.
W początkach 1807 r. w Ostrołęce miała miejsce bitwa kampanii napoleońskiej między wojskami francuskimi i rosyjskimi, wygrana przez wojska Napoleona. O jej znaczeniu świadczy fakt, że nazwa miasta została wyryta na Łuku Triumfalnym w Paryżu. Ostrołęka była też świadkiem jednej z największych i najkrwawszych bitew powstania listopadowego, która odbyła się 26 maja 1831 r. Walczyły w niej wojska polskie pod dowództwem gen. Jana Skrzyneckiego i carskie dowodzone przez feldmarszałka Iwana Dybicza. Szczególnym męstwem wykazali się żołnierze 4 pułku pieszego „Czwartacy” i lekkokonna artyleria dowodzona przez podpułkownika Józefa Bema, której szarża uchroniła Polaków od klęski.
Na początku XX wieku Rosjanie pobudowali w Wojciechowicach koszary, które w okresie międzywojennym były zajęte przez 5 pułk Ułanów Zasławskich i 12 Dywizjon Artylerii Konnej. W okres II Rzeczypospolitej wkroczyła Ostrołęka z olbrzymimi zniszczeniami wojennymi. Wysiłkiem władz miasta wspieranym powszechnie przez mieszkańców odgruzowano miasto, przeprowadzono remonty budynków, odbudowano ratusz, zbudowano łaźnię, uruchomiono kino. Otwarte zostały 4 szkoły powszechne oraz 8-klasowe państwowe Gimnazjum Męskie im. Króla Stanisława Leszczyńskiego, 8-klasowe Gimnazjum Żeńskie, a w 1921 r., głównie staraniem doktora Józefa Psarskiego, Szkoła Rzemieślniczo-Przemysłowa.
Podczas II wojny światowej Niemcy zajęli Ostrołękę 8 września 1939 r. W czasie okupacji zginęło około 1000 ostrołęczan. Nauczyciele Gimnazjum i Liceum utworzyli na terenach włączonych do Generalnej Guberni tajną szkołę pod kryptonimem „Golesin”. Równolegle rozwijała się działalność podziemna, a szczególnie aktywna była Armia Krajowa. Wyzwolenie miasta nastąpiło 6 września 1944 r.
W 1945 r. Ostrołęka została miastem powiatowym w województwie warszawskim. W latach 50. ubiegłego wieku powstały elektrociepłownia i Ostrołęckie Zakłady Celulozowo-Papiernicze, a w latach 1972-1975 kolejne zakłady: Elektrownia B, Zakłady Wapienno-Piaskowe, Zakłady Mięsne, Zakłady Betonów Komórkowych i proszkownia mleka. W tym czasie powstał również szpital, dworzec autobusowy, dom rzemiosła, międzyzakładowy dom kultury, dom sportowca i stadion. 1 czerwca 1975 Ostrołęka awansowała do rangi miasta wojewódzkiego, przestała nim być w roku 1999, wskutek wprowadzenia zmian w strukturze administracyjnej kraju. Obecnie ma status miasta na prawach powiatu grodzkiego.
Dzisiejsza Ostrołęka liczy ok. 53 tys. mieszkańców. Młode pokolenie ostrołęczan kształci się w siedmiu szkołach podstawowych, pięciu gimnazjach i siedmiu szkołach ponadgimnazjalnych, a także w szkołach niepublicznych. Na terenie miasta działają również Wyższa Szkoła Administracji Publicznej i oddziały innych szkół wyższych.
Wśród największych ostrołęckich przedsiębiorstw należy wymienić: ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA, firmę Stora Enso Poland SA – wiodącego w Polsce producenta celulozy oraz opakowań z papieru i tektury, Xella Polska Sp z o.o. – producenta materiałów budowlanych oraz Zakład Produkcyjny w Ostrołęce Okręgowej Spółdzielni Mleczarskiej w Piątnicy.
Rozwojowi gospodarczemu miasta sprzyja fakt, że od 2007 r. obszar o powierzchni 86,1 ha w Ostrołęce – Wojciechowicach należy do Warmińsko-Mazurskiej Specjalnej Strefy Ekonomicznej.