1993年、1世紀と2世紀の、ガロ＝ローマ時代の遺跡が発掘された。住居、陶器、硬貨、ガラス工芸品や日用道具を含め、住民の存在を裏付けている。754年、ピピン3世（小ピピン）は現在のオルセーの土地をサン＝ジェルマン＝デ＝プレ修道院へ与えた。999年、この村についてベネディクト会派の修道士が、ブシャール1世とコルベイユ伯、ブロワ伯ウード2世が平野で繰り広げた血みどろの戦いについて記した原稿の中で言及した · 。1080年、パリ司教ゴドフロワ・ド・ブローニュは、村をロンポンの修道士たちに渡した。1151年にはサン＝マルタン教会が建設され、ハンセン病療養所ができた · 。百年戦争中の1424年、オルセーの城はイングランド軍に占領された。のち、トロワ司教やリジュー司教を輩出するラギエ家がドメーヌを購入し、城を築いた。結婚や相続によって、1675年にパリ高等法院およびパリ憲兵隊の参事官シャルル・ブーシェが領主となった。彼はグルヌイェール河岸の修復担当者であり、のちルイ14世からオルセー河岸の担当に命じられた。パリ、セーヌ河岸のケ・ドルセー（fr）の名はシャルル・ブーシェにちなむ名称である。1741年、徴税人のピエール・グリモ・デュ・フォールがドメーヌを購入した。彼はまちの中心部を再編した。彼の息子ガスパールはオルセー伯爵の称号を得た。フランス革命中の1790年、オルセーはセーヌ＝エ＝オワーズ県のパレゾー郡に属するコミューンとなった。同じ頃ユロ夫人が城を購入した。1791年にはジャン・ヴィクトル・マリー・モロー将軍が城の持ち主だった。1815年以降、まちはジャン・ルイ・アルシャンジェの注目に値するリーダーシップのもとで近代化された。彼は1832年にホスピスと学校建設を許可した。1854年、ソー線がオルセー・ル・ギシェ駅まで延長された。この路線は1867年にオルセー・ヴィル駅を経由してリムールまで延長された。都市化や開発は、1873年の市役所建設、1875年の全戸への上水道敷設、1881年のガス灯導入に役立った。20世紀にコミューンは変化を体験した。1938年の鉄道電化で、パリへ約30分で行けるようになった。1955年、パリ大学がローネー城を購入し、1958年に移転した。1965年以降キュリー研究所が移転してきた。
オルセーの名は、ローマ時代のヴィッラ、Orciusに由来する。1080年にはOrceacumとして登場する。11世紀にはVillula Orceacusであった。12世紀にOrcei、13世紀にOrceiacusとなり、その後Ourcet、そしてオルセーとなった。
コミューンを数本の主要道が走り車での往来を容易にしている。東の境を南北に国道118号線と県道446号線が走る。東から西を県道188号線が、中心部を県道988号線が走る。鉄道は、古いソー線をRER B線が走っている。ギシェ駅、オルセー・ヴィル駅がコミューンにある。ノクティリアンのバス路線がある。8マイル北東にあるオルリー空港へは、オルリーヴァルでアクセス可能である。
オルセーは、フランス国道の起点であるパリ・ノートルダム大聖堂の南西22マイルにある。自然区分上の地方であるウルポワ地方に属する。イヴェット川の谷の中にあり、この他にはシュヴルーズ谷とも呼ばれている。この谷は堆積岩と砂岩を産出する粘土と砂質土からなる。イヴェット川はコミューンを東から西に横断する。川沿いには大小の湖が点在する。
起源は、鎌倉開府前に、相馬氏の遠祖である平将門が、領内の下総国相馬郡小金原（現在の千葉県松戸市）に野生馬を放し、敵兵に見立てて軍事訓練をした事に始まると言われている。鎌倉幕府成立後はこういった軍事訓練が一切取り締まられたが、この相馬野馬追はあくまで神事という名目でまかり通ったため、脈々と続けられた。公的行事としての傾向が強くなったのは、江戸時代の相馬忠胤による軍制改革と、相馬昌胤による祭典化以降と考えられる。1868年の戊辰戦争で中村藩が明治政府に敗北して廃藩置県により消滅すると、1872年に旧中村藩内の野馬がすべて狩り獲られてしまい、野馬追も消滅した。しかし、原町の相馬太田神社が中心となって野馬追祭の再興を図り、1878年には内務省の許可が得られて野馬追が復活した。祭りのハイライトの甲冑競馬および神旗争奪戦は、戊辰戦争後の祭事である。相馬氏は将門の伝統を継承し、捕えた馬を神への捧げ物として、相馬氏の守護神である「妙見大菩薩」に奉納した。これが現在「野馬懸」に継承されている。この祭の時に流れる民謡『相馬流れ山』は、中村相馬氏の祖である相馬重胤が住んでいた下総国葛飾郡流山郷（現在の千葉県流山市）に因んでいる。戊辰戦争後の祭りおよび神事の初日は、1872年（当初は太田神社のみの小規模な祭礼）以降、旧暦5月の申日に合わせて7月1日、1904年以降、天候不順を回避するために7月11日、1960年以降、さらに梅雨期そのものを避けるために7月17日と変遷してきたが、1966年からは小学校の夏休み開始に合わせて7月23日となっていた。2011年から神事と祭りは日程が分離されることになり、神事は24日・25日に日にち固定で実施し、祭りは7月最終週の土曜日に開幕することになった。ただし、7月最終週の土曜日に開幕すると8月上旬にまで日程が及ぶ場合は、祭りを前週に繰り上げて開催する。騎馬武者を500余騎を集める行事は現在国内で唯一である。馬は一部の旧中村藩士族の農家、相馬中村神社や野馬追参加者により飼育されてはいるが、多くは関東圏からのレンタルによって集められている。なお、2011年に開始された「東北六魂祭」では、この相馬野馬追の紹介は被災地の伝統行事であるにもかかわらずまだ行われていない。