Die Stadt wurde im 11. Jahrhundert vom Volk der Yonyonsé unter dem Namen Kombemtinga gegründet, was „Stadt der Krieger“ bedeutet. Im 14. Jahrhundert wurde es Hauptstadt des Mossi-Reiches. Oubri, der Enkel von Ouédraogo, dem Stammvater der Mossi, nannte die Stadt Wogdgo, was soviel wie „Kommt, mich zu ehren“ bedeutet. Mit dieser Aussage bekräftigte er seinen Herrschaftsanspruch. Im Laufe der Jahrhunderte wurde Wogdgo zu Ouagadougou.
Bis zur Ankunft der Franzosen Ende des 19. Jahrhunderts bestand die Stadt nur aus einer Ansammlung kleiner Dörfer aus Lehmhütten. Im Zentrum lag die Siedlung des Mogho Naaba, im Umkreis diejenigen der übrigen Angehörigen des Hofstaats, den Ministern; traditionelle Chefs, denen jeweils unterschiedliche Verantwortungsbereiche zugeteilt waren.
Die Franzosen errichteten um die neue Kathedrale Stadtviertel (quartiers saints) mit modernen, zweistöckigen Gebäuden. Seither breitet sich die Metropole vom Zentrum in die Savanne aus. Ouagadougou wurde Sitz des französischen Kolonialgouverneurs und Hauptstadt der Kolonie und des später unabhängigen Staates Obervolta, der 1984 in Burkina Faso umbenannt wurde.