Alcuni reperti rinvenuti nel territorio comunale di Fagnano Olona testimoniano la sua origine romana; la località fece in seguito parte della Pieve di Olgiate Olona; il Monastero di San Dionigi di Milano inoltre ne possedeva dei fondi. Il ruolo di Fagnano Olona all'interno del Comitato del Seprio era quello del controllo del fiume Olona e della strada che proseguiva verso Milano: questo lo rese spesso oggetto di contese tra le famiglie locali, tra le quali prevalse infine quella dei Visconti.

Il castello fortificato di Fagnano Olona subì le conseguenze delle controversie tardomedievali francesi-spagnole sul feudo. Dopo alcuni passaggi di proprietà appartiene oggi al Comune e ospita i suoi uffici pubblici.

Oltre al Castello Visconteo, è possibile ammirare la Villa Ferrari del diciottesimo secolo, il Castellazzo, il Parco del Medio Olona, il Santuario della Madonna della Selva, nonché numerose altre opere artistiche di carattere religioso (la Chiesa parrocchiale di San Gaudenzio, Chiesa di San Giovanni Battista a Bergoro, ecc.).