Sobre un promontorio, al lado del río Ucero, se conservan restos de un castro arévaco donde se levantó la población celtíbera de Uxama.
Con la conquista romana, Uxama se convertiría en un importante núcleo urbano.
Con los visigodos el núcleo urbano de Oxama se trasladó del cerro al llano, en la actual Osma. La población de Oxama tuvo importancia, con Sede Episcopal desde el año 597.
Con la entrada de los musulmanes se fueron sucediendo en Osma conquistas y reconquistas. La ciudad de Osma fue conquistada en el 912 por el conde castellano Gonzalo Téllez, comenzando la construcción del Castillo.
En el año 934 la ciudad de Osma fue tomada nuevamente por los musulmanes.
En el año 1101, Pedro de Bourges, el que después sería 'San Pedro de Osma', se convirtió en el I Obispo de Osma, mandó construir en un arrabal de Osma la Catedral de estilo románico, que iría formando a su alrededor un núcleo urbano.

En el siglo XII, por privilegio el rey castellano Alfonso VIII, la Sede Episcopal de Osma se transformó en 'El Burgo de Osma', con independencia jurídica de Osma.

El Burgo de Osma se fue desarrollando teniendo como referencia la Catedral románica, reconstruida durante el siglo XIII en estilo gótico.

A mediados del siglo XV, el obispo Pedro de Montoya mandó levantar la muralla que encerró el núcleo urbano burgense, quedando restos en la Puerta de San Miguel.

El desarrollo de El Burgo de Osma continuó durante la época renacentista, permaneciendo hasta el siglo XVIII.

En 1550, mediante la Bula del Pontífice Julio III, el Obispo Pedro Álvarez de Acosta fundó la Universidad de Santa Catalina. La Universidad de Santa Catalina perduró hasta el curso académico (1840-1841) que fue cerrada, siendo trasladada a la ciudad de Soria, por la ideología carlista de parte del Claustro que se oponía al liberalismo del gobierno del general Espartero.

El Burgo de Osma, por Decreto 147/1993 de 24 de junio, fue declarado 'Conjunto Histórico Artístico' por la Junta de Castilla y León.