Die ersten Siedler ließen sich bereits in der Jungsteinzeit um 5.000 v. Chr. im heutigen Stadtgebiet nieder. Archäologen haben zudem Reste einer Siedlung aus der Bronzezeit entdeckt. Die erste schriftliche Nennung Oettingens stammt aus dem 9. Jahrhundert. Seit 1141 war der Ort Sitz der Grafen und späteren Fürsten von Oettingen. Sie bauten ihren Herrschaftsmittelpunkt aus und legten neben der Burg eine Marktsiedlung an.
Ab 1414 war Oettingen doppelter Herrschaftssitz von zwei Linien des Hauses Oettingen. Als sich 1539 die Grafen von Oettingen-Oettingen der Reformation anschlossen, wurde die herrschaftliche Aufteilung durch die konfessionelle vertieft. Neben den christlichen Gemeinden wuchs die jüdische Gemeinde in Oettingen seit dem 17. Jahrhundert stetig an.
Das Stadtbild ist bis heute von zahlreichen barocken Bauwerken aus der Zeit als landesherrliche Residenzstadt geprägt. 1806 verlor Oettingen seine Stellung als Hauptstadt eines eigenen Fürstentums und wurde dem Königreich Bayern eingegliedert. Die Zugehörigkeit zum Königreich wurde 1912 durch den Namenszusatz "i. Bay." unterstrichen.
Zwischen 1972 und 1978 wurden die bis dahin selbstständigen Gemeinden Erlbach, Niederhofen, Heuberg, Lehmingen und Nittingen eingegliedert. Partnerstädte Oettingens sind Bagolino in Italien und Rochechouart in Frankreich. Eine Freundschaft verbindet sie zudem mit Haugesund in Norwegen.
