L’époque de fondation du village de Noroy n’est pas connue, mais le nom du site paraît remonter à la période gallo-romaine. Le toponyme, orthographié au Moyen Âge Nouroy, Nourroy, Nueroi ou Noeroi, proviendrait du bas-latin Nucaretum et serait l’indication d’un site planté de noyers. La découverte de substructions gallo-romaines vers le bois de Cresnes vient à l’appui de cette proposition de datation, de même que l’implantation du village en bordure de la forêt de Retz - emplacement caractéristique de l’époque gallo-romaine, comme le souligne Ghislain Brunel. Enfin, la consécration de la paroisse à saint Martin, au culte largement répandu dans la région, est elle-aussi un signe de l’ancienneté de l’agglomération. Si son "autel" n’a été attribué à aucune des grandes abbayes voisines, le village semble pourtant mentionné pour la première fois dans la charte - peut-être fausse - de Charles-le-Chauve, qui contient le dénombrement des biens de l’abbaye Notre-Dame de Soissons en 858, dénombrement repris dans une bulle du pape Eugène III en 1148. Le "Nogaredum" qui y figure parmi une énumération de sites pourrait en effet correspondre à Noroy-sur-Ourcq. Quoi qu’il en soit, le fief de Noroy relevait assurément de l’abbaye bénédictine soissonnaise, ce dont témoigne l’acte de vente de la terre de Noroy en juin 1786.

Pendant tout l'Ancien Régime, le desservant de la cure - un prêtre séculier - est présenté par le chapitre de la cathédrale de Soissons qui touche les deux tiers de la dîme levée dans la paroisse, le tiers restant revenant au desservant. Cette paroisse du diocèse de Soissons appartient d’abord au doyenné d'Oulchy-le-Château, jusqu’au démembrement de ce dernier en 1661, et ensuite à celui de Neuilly-Saint-Front, tous deux membres de l'archidiaconé de Tardenois. Les remaniements consécutifs à la Révolution font de la paroisse au 19e siècle une composante du doyenné de Villers-Cotterêts. D’abord pourvue d’un desservant, cette "succursale", vacante à partir de 1816, devient ensuite une annexe de Chouy où se trouve le presbytère. Depuis les regroupements paroissiaux de la fin du 20e siècle, le village de Noroy-sur-Ourcq appartient désormais à la grande paroisse Saint-Nicolas-du-Pays-de-Retz, devenue membre d’un doyenné de Villers-Cotterêts étendu.

Avant la Révolution, le village relevait de l'Intendance de Soissons, de l’Élection de Crépy-en-Valois et du bailliage de Villers-Cotterêts. Il fait aujourd'hui partie du canton de Villers-Cotterêts et de l'arrondissement de Soissons. Comme pour la plupart des villages du canton, le territoire de Noroy était, sous l’Ancien Régime, partagé en plusieurs fiefs dont les seigneurs sont rarement connus avec certitude avant le début du 17e siècle. L’une de ces seigneuries a néanmoins appartenu au 15e siècle à la famille Drouart, attribution confortée par l’épitaphe de la dalle funéraire de Jehan Drouart, écuyer, mort le 7 février 1509 (dalle provenant de l’ancienne église et mentionnée par Étienne Moreau-Nélaton). Le fief principal semble avoir été le "fief de Noroy", qui relevait de l’abbaye Notre-Dame de Soissons. Il a été acquis au tout début du 17e siècle par un membre de la famille de Garges, dont les descendants se sont succédé en ligne directe par les hommes jusqu'au début du 18e siècle, puis en ligne directe ou collatérale par les femmes jusqu'à la seconde moitié du 18e siècle. À cette époque, les diverses parties de la seigneurie - fragmentée par des successions - sont réunies par Louise Renée Pulchérie Gauné de Cazeau, mariée à Henri-Emmanuel de Lonlay, baron de Villepail (ou Villepaille). Puis, le 3 juin 1786, le fief de Noroy est vendu à Claude-Christophe Lorimier de Chamilly, premier valet de chambre du roi Louis XVI. Le "fief de Montjay", contigu au précédent, a été tenu par les mêmes seigneurs, au moins à partir du 17e siècle. En revanche, il relevait du marquis de Conflans, à cause de sa vicomté d’Oulchy-le-Château, et en arrière-fief du duc d’Orléans, à cause de son château de Pierrefonds. Enfin, le "fief de Mail" ou "fief de Maille", étroitement lié à la seigneurie de Maucreux à Faverolles, a donc eu pour seigneurs, depuis 1527, des membres de la famille Duprat (ou du Prat), devenue Duprat de Barbançon, et relevait lui-aussi du marquis de Conflans et en arrière-fief du duc d’Orléans. Il consistait en un manoir et une ferme situés au sud de l’actuel cimetière, auxquels s’ajoutaient des terres et des droits seigneuriaux. Vendu le 27 avril 1761 au baron de Villepail, ce fief a été cédé le 3 juin 1786, comme les deux autres, à Claude-Christophe Lorimier de Chamilly.

Quand éclate la Révolution française, quelques terres et immeubles changent de détenteur, faisant disparaître l’Église de la liste des propriétaires fonciers. En revanche, Claude-Christophe Lorimier de Chamilly, qui a fidèlement suivi Louis XVI à la prison du Temple pour continuer à le servir, conserve ses biens. Après sa condamnation à mort le 23 juin 1794, ses deux enfants héritent de ses biens à part égale. Mais Adélaïde Marie Octavie se révélant créancière sur la succession bénéficière de son père, il est alors décidé de vendre la terre de Noroy et de dédommager l’héritière avec le prix de la cession. La vente a lieu le 24 septembre 1796 et Adélaïde Marie Octavie Lorimier de Chamilly peut ainsi racheter immédiatement le château, ainsi que les fermes et les terres que possédait jadis son père à Noroy. Les biens restent en possession de cette famille pendant le premier quart du 19e siècle, avant de passer aux mains de nouveaux propriétaires.

Le village ne semble pas avoir subi d'événement particulièrement marquant jusqu'à la Première Guerre mondiale. Les délibérations du Conseil municipal témoignent de l’énergie employée par cette petite commune pour entretenir son patrimoine, tant immobilier que naturel. Comme la plupart des agglomérations voisines, Noroy - devenu Noroy-sur-Ourcq par un décret impérial du 13 août 1853 - se modernise dans la seconde moitié du 19e siècle. La municipalité dote le village d’une mairie-école entre 1876 et 1879, puis, pour des raisons de sécurité, fait reconstruire presque entièrement l’église en 1890-1891. Les particuliers accompagnent ce mouvement, comme en témoigne l’étonnant portail néogothique de la grande ferme située 17 rue Principale, construit en 1895 ou 1899 par l’entrepreneur cotterézien Chanard qui signe son œuvre. Dans la même période, le chemin de fer, qui étend son réseau sur la France depuis une cinquantaine d’années, s’approche enfin de Noroy. Le 23 novembre 1885, est livrée à l’exploitation la ligne de la vallée de l’Ourcq à Esternay, section de la ligne d’Amiens à Dijon. Cette ligne, qui traverse les pointes méridionales du territoire communal en franchissant l’Ourcq, dessert alors Noroy par les stations de La Ferté-Milon et de Neuilly-Saint-Front. Cette ligne est doublée vers 1895, entre La Ferté-Milon et Armentières, lors de la création de la ligne directe de Paris à Reims, par Meaux et La Ferté-Milon. L’aménagement d’une halte à Corcy - vers 1895, semble-t-il - facilite cette fois les déplacements sur l’ancienne ligne Paris-Soissons, dont le tracé a dépassé Laon en cette fin de siècle.

Noroy-sur-Ourcq - tout comme les autres villages situés en bordure de la forêt de Retz - subit des bombardements et devient vers le milieu de l'année 1918 le cadre de violents combats qui le ravagent. Le courage des habitants sous les obus et pendant l'occupation allemande vaut à la localité d'être citée à l'ordre de l'armée et de recevoir la Croix de guerre par décret du 26 octobre 1920. La Carte spéciale des régions dévastées, éditée en décembre 1920, précise qu’à cette date, le village, occupé par une centaine d’habitants, ne comprend que 14 maisons réparées ou rebâties. La reconstruction de Noroy, confiée à une coopérative sous la direction de l'architecte Gilbert Lesou (1886-1966) a occupé une grande partie de l'entre-deux-guerres.