Auf dem Gemeindegebiet von Oberwil fand man Überreste aus der Bronze-, Eisen- und der Römerzeit sowie frühmittelalterliche Töpferöfen. Um 1100 hörte man erstmals von Obervvilre. Das Gebiet gehörte ab dem Mittelalter zum Besitz des Bischofs von Basel, aber zwischenzeitlich bekannte sich das Dorf, wie viele andere Baselbieter Dörfer, von 1529 bis 1585 zur Reformation, war aber immer in der Jurisdiktion des Fürstbischofs von Basel. Bischof Jakob Christoph Blarer von Wartensee rekatholisierte seine weltliche Herrschaft, womit alle neun Birseckschen Gemeinden wieder zum römisch-katholischen Glauben zurückkamen.

Nach dem Untergang des Fürstbistums Basel im Jahre 1792 befand sich auch Oberwil für eine kurze Zeit in der Raurachischen Republik und wurde danach in napoleonischer Zeit ein Teil Frankreichs. Am Wiener Kongress von 1815 wurde das Birseck dem Stand Basel zugeschlagen, während die restlichen Teile des Fürstbistums (Laufental und Jura) zum Stand Bern kamen.

Im Oktober 2005 wurde die 10'000 Einwohner-Grenze erreicht. Oberwil gilt aber offiziell nicht als Stadt, weil die Gemeinde dagegen war.