1600年頃、江戸城造営のための石灰運搬のため青梅街道が開削され、田無にはこの街道の宿駅が置かれた。この際、谷戸などの住民が宿駅周辺に移住し、以後、田無は青梅街道の宿場町、交通の要所として栄えていく。一方、保谷では享保期（1716年〜1736年）以降に下保谷新田（現在のひばりが丘周辺）と上保谷新田（現在の新町周辺）が開墾された。特に玉川上水の分水である千川上水の整備により開墾された上保谷新田は順調に開発が進み、後に上保谷新田村として上保谷村から独立している。
市内北部を流れる白子川（大泉堀）の流域に下保谷、中部を流れる新川の流域に上保谷と田無の集落が形成された。保谷の地名は熊野那智大社文書（1504年〜1555年）に「ほゝや」の文字が、小田原衆所領役帳（後北条役帳）（1559年（永禄2年））には「保屋」「田無」の文字が見られ、この頃には保谷・田無の地に集落が成立していることがわかる。また、14世紀の後半には、宮山（谷戸町付近）に尉殿権現が、16世紀には下保谷村総鎮守の三十番神社（現天神社）が建立されている。（その後、尉殿権現は17世紀に上保谷の尉殿権現（現尉殿神社）と田無の尉殿権現（現田無神社）に分祀されている。）
西東京市の地域が属する武蔵国が設置されたのは飛鳥時代である。田無地域は多摩郡、保谷地域は新羅郡に属していた。なお、市内の西原遺跡から奈良時代の土器が、坂下遺跡からは平安時代の住居跡類や土器類が出土している。
市内にはいくつかの遺跡があり、旧石器時代から人が住んでいたことがわかっている。最も大規模なものは下野谷遺跡(国史跡）で、旧石器時代末の細石器群や縄文時代の住居跡約390軒、竪穴4基、掘立式建物跡19棟など非常に多くの遺構が発掘されている。また、東伏見稲荷神社遺跡では1940年に旧石器が発見されているが、これは日本で初めて旧石器時代の遺跡として認定された岩宿遺跡の発見（1946年）よりも早い（ただし、東伏見稲荷神社遺跡はその時点で旧石器時代のものと認定されていない。）。これらはいずれも市内南部の石神井川流域にある。一方、市内北部の白子川流域からは、北宮ノ脇遺跡（旧石器時代、縄文時代）、上前遺跡（縄文時代）、中荒屋敷遺跡（旧石器時代、縄文時代、弥生時代）などが発見されている。
4歳の頃に学校の舞台で演技デビューした。初めてカメラの前で演技をしたのは1997年のテレビ映画『Pit Pony』であり、後にこれはテレビシリーズ化された。その後もカナダのテレビ映画やテレビシリーズに出演する。2001年には『トレーラーパークボーイズ』の第2シーズンに出演した。16歳の時に『Mouth to Mouth』にキャスティングされ、ヨーロッパで撮影した。2005年に映画『ハードキャンディ』に出演し、「今年最も複雑な、不穏な、忘れられない演技の一つ」と賞賛された。また2006年には『X-MEN: ファイナル ディシジョン』で壁を通り抜けられる能力を持つ少女キティ・プライド（シャドウキャット）を演じた。2007年の映画『JUNO/ジュノ』でのジュノの演技は賞賛された。『ニューヨーク・タイムズ』の映画評論家のA・O・スコットからは「驚くほどの才能」と評され、またロジャー・イーバートは「エレン・ペイジのジュノよりも優れた演技は今年あっただろうか? 私はそうは思わない」と述べた。ペイジはこれにより20以上の賞にノミネートされ、カナディアン・コメディ賞、インディペンデント・スピリット賞、サテライト賞などを受賞した。またアカデミー主演女優賞にもノミネートされたが、『エディット・ピアフ〜愛の讃歌〜』のマリオン・コティヤールに敗れた。また2008年には出演映画『賢く生きる恋のレシピ』がサンダンス映画祭でプレミア上映された。これは『JUNO/ジュノ』よりも前に撮影されたが、公開はその後となった。ペイジの役所はデニス・クエイド演じる大学教授の娘である。2008年3月1日に『サタデー・ナイト・ライブ』に出演した。2009年5月3日、テレビアニメ『ザ・シンプソンズ』の第20シーズン第19話「Waverly Hills 9-0-2-1-D'oh」でハンナ・モンタナのパロディ・キャラクターであるアラスカ・ネブラスカの声を務めた。またドリュー・バリモアの監督デビュー作『ローラーガールズ・ダイアリー』に主演し、ジュリエット・ルイス、マーシャ・ゲイ・ハーデン、バリモア、クリステン・ウィグらと共演した。同作は2009年のトロント国際映画祭でプレミア上映された後、2009年10月2日に拡大公開された。マイケル・ランダー監督の映画『サイコ リバース』ではキリアン・マーフィー、スーザン・サランドン、ビル・プルマン、ジョシュ・ルーカスと共演した。この映画は当初2009年公開予定であったが2010年に延期された。2009年8月、クリストファー・ノーラン監督の映画『インセプション』の撮影が始まった。この作品ではレオナルド・ディカプリオ、マリオン・コティヤール、ジョゼフ・ゴードン＝レヴィット、渡辺謙らと共演し、2010年7月16日に公開された。また同年には『スーパー!』が公開された。2012年4月イタリア公開（アメリカでは7月公開）のウディ・アレン監督作品『ローマでアモーレ』に出演する。2012年6月、クアンティック・ドリームはテレビゲーム『BEYOND: Two Souls』でペイジとウィレム・デフォーが主人公の声を務めることが発表され、2013年10月に発売された。2013年1月、ブライアン・シンガーは『X-MEN: フューチャー&パスト』でペイジが再びキティ・プライドを演じることを発表した。2013年2月、ペイジは『Miss Stevens』で監督デビューし、アンナ・ファリスが出演することを明かした。脚本はジュリア・ハートが執筆し、ゲイリー・ギルバート、ジョーダン・ホロウィッツ、ダグ・ワルドがプロデュースする。