M.Ö. 7. yüzyılda Friglerin yerleşim alanlarından biri olarak kurulduğuna inanılır. Ancak, çevresindeki önemli şehirler olan Pessinus (Ballıhisar), Gordion ve Mideon gibi şehirlerin varlığı nedeniyle büyüme fırsatı bulamamıştır. Bu dönemde şehrin adının "Palia" olduğu anlaşılmaktadır. Bizans İmparatorluğu döneminde ise "Justinianapolis" adını almıştır. Bizans İmparatoru Justinianus (M.S. 527-567), bu şehre adını vererek Hıristiyanlığın merkezi haline getirmiştir. Sivrihisar, MS 800'lerde dini bir merkez haline gelerek önce piskoposluk, sonra da metropolitlik görevlerini üstlenmiştir. Bu döneme ait eserler hala ilçede bulunmaktadır.
Selçuklu Türklerinin Malazgirt Meydan Muharebesi'ni kazanmasının ardından, Sivrihisar gibi stratejik bir nokta Türklerin eline geçmiştir. Sivrihisar, Orta Asya'dan gelen Türk boylarının uğrak noktası haline gelmiştir. İlk olarak Salur Türkmenleri (Kılıçlı aşireti) gibi boylar bu bölgeye yerleşmiştir. Kılıç mahallesi hala bu ismi taşımaktadır. Kılıçlı mescidi 1072 yılında, Akdoğan mescidi ise 1073 yılında inşa edilmiştir, bu da Sivrihisar'ın stratejik önemini göstermektedir. 1074 yılında Selçukluların Sivrihisar'a yerleşmesiyle şehrin adının "Karahisar" olduğu bilinmektedir. Türklerin Sivrihisar'a yerleşmesiyle birlikte, şehirde önemli gelişmeler yaşanmıştır. İlk medrese (fakülte) Selçuklu Medresesi adı altında Sivrihisar'da kurulmuş, daha sonra köylerdeki medrese sayısıyla birlikte toplam 33 medrese bulunmuştur. Ayrıca, kök boyacılık, halı ve kilim dokuma gibi Türkmenlerin geleneksel meslekleri gelişerek sanayi şehri olmuştur. Debbah (Tabak) işçiliği de gelişmiş, demir ve bakır işlemeciliği gibi zanaatlar da eklenmiştir. Şehir aynı zamanda çiftçilik ve hayvancılıkla da uğraşan köylerin yerleşim alanlarına ev sahipliği yapmıştır. Kervan ticareti ve ihracat da bu dönemde gelişmiştir.
Medreselerden yetişen alimler, Selçuklu ve Osmanlı dönemlerinde İmparatorluğun farklı bölgelerine yayılarak dini ve sosyal hizmetlerde bulunmuşlardır. Bu alimler arasında Yunus Emre, Şeyh Baba Yusuf, Nasreddin Hoca, Aziz Mahmut Hüdayi, Hızır Bey ve Sinan Paşa gibi tanınmış isimler bulunmaktadır. Ayrıca, Candarlı Halil Paşa, Timurtaş Paşa, İsmet Çağlar Paşa gibi önemli kişilikler de Sivrihisar'dan çıkmıştır.
Eskişehir'e bağlandı
Sivrihisar, 1289 yılında Osmanlı İmparatorluğu'na dahil edilmiş ve 1684 yılında kaza teşkilatı kurulmuştur. İdari olarak 1846 yılında Ankara'ya bağlanmış, 1912 yılında ise Eskişehir İline bağlanmıştır. İlçe, 20 Eylül 1921'de düşman işgalinden kurtarılmıştır. Coğrafi olarak, Sivrihisar İlçesi 2,987 km²'lik bir yüzölçümüne sahiptir ve denizden yüksekliği 1,070 metredir. İlçe genel olarak düz ovaya sahip olsa da, yüksek dağlar ve kayalıklar araziyi kesmektedir. Çal Dağı, en yüksek dağdır, diğer önemli dağlar ve tepeler arasında Ara Yit Dağı, Boz Tepe, Büvelik Tepe ve Yediler Tepesi bulunur. İlçenin başlıca akarsuyu Sakarya Nehri'dir. Sakarya Nehri, Çifteler İlçesi sınırlarından çıkarak ilçeden 50 km uzaklaşır. Başka önemli akarsuyu bulunmamaktadır. Sivrihisar'ın iklimi karasaldır, kışlar soğuk ve kar yağışlı, yazlar ise sıcak ve kurak geçer.
