Saint-Ouen est attestée pour la première fois au début du IXe s. Le village s'appelle alors Cellam sancti Audoeni. Ce lieu était rattaché à l'abbaye royale de Saint-Denis depuis 740 suivant une donation de Charles Martel, ancêtre de la dynastie Carolingienne. Il fut cédé en 832 par l'abbé Hilduin aux moines pour leur permettre de ranger et de raccommoder leurs filets de pêche. Le village s'est développé sur une barre calcaire le long du chemin qui, longeant la Seine, conduit de Saint-Denis à Clichy-sous-Bois. Il existait un moulin entre Saint-Ouen et Clichy, sans doute à proximité du moulin à vent Bayard figuré au XVIIIe s. sur les cartes d'époque, ainsi qu'un manoir appartenant à Etienne de Portemue, aumônier de l'abbaye de Saint-Denis, daté du XIIe s et situé le long de la Seine.
La plus ancienne découverte date du XIXe s. Lors de dragages de la Seine, une épée datée du Bronze final I a été découverte. Il s'agit d'une épée à lame du type de Pépinville, longue de 63,5 cm. La partie tranchante est décorée de stries longitudinales parallèles. Ce type d'épée démontre que la région entretenait des contacts avec la culture Nord-alpine.
Épée découverte au XIXe siècle dans la Seine à Saint-Ouen, Bronze final I (dessin Département de la Seine-Saint-Denis)
D'une période plus récente sont les découvertes réalisées dans le quartier Pleyel en 1994 sous la direction de Y. Le Bechennec. Les vestiges d'habitat (6 silos et une fosse) sont datés de La Tène ancienne. Dans les silos, un abondant mobilier céramique a été découvert. Ce sont pour la majorité des vases destinés à la préparation des aliments ou au stockage. Le petit mobilier est peu abondant : quelques fusaïoles en terre cuite, des pions de jeu ou jetons, un objet en os animal (peut-être un fragment de manche), un poinçon, une aiguille, et du matériel lithique. Des fragments de torchis avec des empreintes de clayonnage ainsi que 2000 restes fauniques ont été mis au jour. Une quinzaine d'espèces ont été identifiées : cochon, lièvre, cerf, sanglier, chevreuil, corbeau, divers poissons. Une occupation plus longue a été découverte dans le quartier des Docks en 2010 et 2011 par I. Lafarge. Les vestiges sont datés de la Protohistoire au Haut Moyen Âge. Une berge aménagée, actuellement située à 200 mètres de la berge actuelle de la Seine, a été fouillée. Au pied de la butte, des témoins d'occupation significatifs ont été mis au jour dont un habitat d'époque gauloise (deux fossés, un silo, de nombreuses céramiques et d'autres objets dont une balle de fronde, des fragments de meule en pierre, du torchis et de l'enduit).
Des tessons de poterie d'époque mérovingienne ainsi qu'un fossé ont été découverts en 1991 par Cl. Héron, rue des Châteaux. Peu d'éléments sont connus pour cette période historique.
Également à Plaine Commune : fouilles archéologiques de la Courneuve et à Aubervilliers.
