Pierwsza osada powstała na początku XV w., zwana była Targową Wolą lub Załuszczynem. Wieś szlachecka założona w drugiej połowie XVI wieku w powiecie warszawskim ziemi warszawskiej województwa mazowieckiego, była własnością Stanisława Mińskiego. W II poł. XVIII w. założono tu persjarnię produkującą pasy jedwabne i lite, drukarnię jezuicką i szkołę rolniczą. W 1794 rozegrano przedostatnią bitwę insurekcji kościuszkowskiej z wojskiem rosyjskim. Bitwa pod Kobyłką zakończyła się porażką powstańców. Podczas Bitwy Warszawskiej w pobliskim Ossowie rozgrywały się starcia, w których 14 sierpnia 1920 zginął ksiądz Ignacy Skorupka. W tym czasie w Kobyłce znajdowała się stacja telegraficzna. Ponownie zniszczona podczas II wojny światowej. Po 1945 powstały Zakłady Wytwórcze Urządzeń Motoryzacyjnych, Zakład Doświadczalny Maszyn Budowlanych i Drogowych "Budor", Zakłady Wytwórcze Sprzętu Telekomunikacyjnego "Telkom-Telcent". W 1969 Kobyłka uzyskała prawa miejskie.