Die geschichtliche Entwicklung des Dorfes lässt sich sehr weit zurückverfolgen und zwar bis zur Landnahme durch die Alemannen im 3. Jahrhundert. Die ältesten Bewohner, die uns dem Namen nach bekannt sind, waren die ortsadeligen Herren von Buggingen. Sie erschienen im 12. und frühen 13. Jahrhundert als Grundeigentümer in der hiesigen Gegend sowie als Wohltäter der großen Klöster Hirsau und Salem. Vermutlich standen die Herren von Buggingen im Abhängigkeits-verhältnis zu den Herzögen von Teck, die 1299 die Oberheit über Oberboihingen zusammen mit Nürtingen an die Grafen von Württemberg abtraten.Diese wiederum teilten den Ort im 14. Jahrhundert dem neugebildeten Amt Nürtingen zu. Der Name Bugingen oder Boingen geht vermutlich auf den Ortsgründer bugo zurück. In Urkunden aus dem 12. und 13. Jahrhundert finden sich erstmals die Namen des Ortsadels. Im Hirsauer Schenkungsbuch werden 1100 und 1130 drei Brüder genannt: "Schenkte in demselben Orte Eberhardus de Bugingen eine Hube ebenso Erkinbertus de Bugingen das Landgut und einen Weingarten zu Schopfheim und Bertholdus de Bugingen eine Hube zu Bettlingen". Eine Trennung des Dorfes Bugingen in Ober- und Unterbugingen wie die beiden Orte Ober- und Unterboihingen im Mittelalter hießen, ist seit dem Jahre 1357 urkundlich erwähnt.

Um 1600 nahm der Ortsname langsam seine heutige Form an. Den Dorfmittelpunkt bildete der freie Platz an der Kirche, auf dem bis zu seinem Abbruch im Jahr 1979 als alte Schulhaus stand. Um ihn gruppierten sich die evangelische Bartholomäus-Kirche mit dem alten Pfarr- und Pfründhaus "Hohentwiel", das alte Rathaus Steigstraße 1, die Wirtschaft "Zum Hirsch", als erster nachweisbarer Handwerksbetrieb die alte Schmiede und etliche größere Bauernhöfe. In seiner Mitte befanden sich bis zum Schulhausbau im Jahre 1842 ein Dorfteich der zugleich als Feuerteich diente. Der Platz war Dorfplatz und Versammlungsort für alt und jung und wie wir aus den alten Protokollen ersehen können, wurden dort vor dem Rathaus auch sämtliche Befehle und Anordnungen öffentlich bekanntgegeben. Zu der mittelalterlichen Siedlung gehörten zwei Burgen. Die älteste Burg von Oberboihingen, der Burgstall, stand auf einem künstlichen Hügel über dem Auslauf des Talbaches in der Steigstraße. Die schönste und größte Burg war die ehemalige Wasserburg zwischen dem Nordwestrand des Dorfes und dem Neckar. Diese für die damalige Zeit sehr große Befestigungsanlage entstand vermutlich in der ersten Hälfte des 11. Jahrhunderts und dürfte Ausgang des 14. Jahrhunderts verfallen sein. Beide Burgen waren wahrscheinlich Eigentum des Ortsadels. Lange nach dem Zerfall der Wasserburg, von der nur die Gräben erhalten geblieben sind, wurde in den Lagerbüchern von 1484 und 1492 erstmals der schönste und größte Bauernhof Oberboihingens, der Burghof, erwähnt, der von den Landesfürsten an die einzelnen Bauern verliehen wurde.

An den ehemals größten Oberboihinger Bauernhof, der nicht mehr bewirtschaftet wird, erinnert heute nur noch die vorhandene historische Bausubstanz. Durch eine Bauverbotsfläche soll das geschichtsträchtige Burghofgelände erhalten und vor einer weiteren Überbauung bewahrt werden.

Es besteht Grund zu der Annahme, dass nach dem Verschwinden der Herren von Buggingen im 13. Jahrhundert die Herren von Tachenhausen, die in der 2. Hälfte des 14. Jahrhunderts in Oberboihingen Besitzrechte innehatten und ihre Nachfolger, die Swelher von Tachenhausen, die Herren auf dieser Burg waren. Außer diesen beiden Familien und den adeligen Herren von Gültingen und von Frauenberg gelangten im 14. und 15. Jahrhundert das Frauenkloster Kirchheim und die Wallfahrtskapelle bzw. das Stift Tachenhausen durch Stiftungen und Verkäufe des Adels in den Besitz grundherrlicher Rechte und Einkünfte, die nach der Reformation an das Land Württemberg bzw. an das Nürtinger Spital übergingen. Das Stift in Tachenhausen war von den Swelhern an der Stelle der um 1400 in Abgang geratenen Stammburg der Herren von Tachenhausen errichtet worden und war wegen eines angeblich wundertätigen Marienbildes ein vielbesuchter Wallfahrtsort. Aus den daraus erwachsenden Einnahmen und Stiftungen erwarb die Kapellenpflege in über 20 Orten der Umgebung beträchtliche Liegenschaften und Besitzrechte. Spätestens mit dem Bau der Burg war in Tachenhausen auch ein Wirtschaftshof entstanden, der von den Swelhern durch Erbschaft an die Familie Werntzhauser, ein im Göppinger Bürgertum aufgehendes Adelsgeschlecht, gelangte. Dieser Hof ging 1441 in den Besitz der Kapelle bzw. des Stiftes über und wurde von diesem an Bauern als Erblehen verliehen. Seit dem 16. Jahrhundert gehörte der Hof ebenso wie der später entstandene sogenannte Untere oder Klosterhof zum Spital Nürtingen. Das Hofgut Tachenhausen liegt zwar auf der Markung Oberboihingen; Eigentümer ist jedoch die Stadt Nürtingen. Das Hofgut Tachenhausen dient der Fachhochschule Nürtingen als landwirtschaftlicher Lehr- und Versuchsbetrieb. Die Stationen des Geschickes der Gemeinde waren wechselvoll, gute und schlimme Zeiten, Frieden und Kriege wechselten sich im Laufe der Jahrhunderte ab und das große Weltgeschehen spiegelte sich auch im Schicksal von Oberboihingen wider. Die beiden Pestzeiten 1585 und 1609 forderten insgesamt 281 Tote, diesen standen nur 16 Geburten gegenüber. Vor allem der Dreißigjährige Krieg bewirkte einen starken Aderlaß an Blut und Gut. Viele Gebäude wurden zerstört und zahlreiche Einwohner von den durchziehenden und plündernden Soldaten ermordet oder von verheerenden Seuchen hinweggerafft. Es dauerte Jahrzehnte, bis sich der Ort von Auswirkungen dieses großen Krieges erholen konnte. Doch schon 1693 wurde dem Dorf abermals großer Schaden zugefügt, als Oberboihingen, ebenso die Dörfer Unterensingen und Zizishausen, von den Franzosen angezündet wurde.

Im Jahr 1770 brach neues Elend über den Ort herein, als eine durch Hagelschlag verursachte Mißernte eine Hungersnot im ganzen Dorf auslöste. Im Ersten und Zweiten Weltkrieg fielen insgesamt 221 Einwohner. Von Kriegsereignissen blieb Oberboihingen bis auf den Abwurf einer Luftmine am 26. November 1944 am Bahnübergang in der Nürtinger Straße weitgehend verschont.