On atteste la présence d'une commune dénommée « Aulanius » dès le ixe siècle après J.-C. Elle était située sur « la Narbonnaise », voie romaine partant de Lyon et desservant le sud de la France. On retrouve des traces d'aqueducs romains par endroit.

Jusqu'au milieu du xixe siècle, c'est une commune essentiellement agricole.

La ville fut desservie par la ligne 10 de l'ancien tramway de Lyon (OTL) dès 1881

La gare d'Oullins, au début du xxe siècle.
Lors de la révolution industrielle, la commune doit son développement à l'atelier créé par Alphonse Clément-Desormes[4] en 1846-1847, sa compagnie des hauts fourneaux et ateliers d'Oullins va notamment produire des locomotives à vapeur. Les ateliers sont rachetés par la Compagnie du chemin de fer Grand-Central de France en 1854, avant de devenir un important atelier de maintenance et de construction de la Compagnie du chemin de fer Paris-Lyon-Méditerranée (PLM) en 1832. La prospérité de cette industrie va faire « vivre » Oullins pendant des années, grâce également à d'autres entreprises : tanneries lyonnaises, abattoirs, verreries, etc.

La Seconde Guerre mondiale est marquée par une résistance incarnée par le maire Claude Jordery, qui avait voté en 1940 contre les pleins pouvoirs au maréchal Pétain. Afin de résister à l'occupant, le 13 octobre 1941, les Ateliers se mettent grève. Le soir, des dizaines de cheminots sont arrêtés.

Après la guerre, la ville évolue économiquement et va souffrir de la fermeture des ateliers SNCF. Parallèlement, elle devient le principal centre commercial du sud ouest lyonnais. Elle bénéficie également d'un renouveau culturel : création du théâtre de la Renaissance, de la bibliothèque et de la MJC. La ville a abrité durant de nombreuses années les "émailleries" d'Oullins situées en haut de la rue de la Sarra. Cette usine a été rasée et remplacée par un lotissement durant les années 1990. La reconversion économique s'oriente vers les