Bölgedeki ilk yerleşim MÖ 4 bin yılına kadar uzanıyor. Eski ve orta tunç çağlarını yaşayan bölge MÖ 15. yüzyılda Hitit etkisine girmiş MÖ 1200 lü yıllarda bölgeye gelen Frigler Eskişehir civarında güçlü bir krallık kurmuşlardır. Ancak MÖ 8. yüzyılda da Anadolu'da önemli bir güç haline gelen Lidyalıların baskısı ve arka arkaya gerçekleşen Asur akınları ile güçsüzleşen Frig krallığı Kafkaslardan gelen Kimmerlerin istilası üzerine yıkılmıştır. Bölge MÖ 546 da Pers istilasına dek Lidya egemenliği altında kalmıştır.MÖ 331 de Makedonya kralı Büyük İskender'in istilası ile başlayan Helenistik krallıklar döneminde MÖ 3 yüzyılda da Galatlar bölgeye yerleşmişler ve batı Anadolu'da güçlü bir iktidara sahip olan Bergama krallığı ile çatışmışlardır.MÖ 189 da Bergama krallığı'nın vasiyet yolu ile Roma'ya devrinden sonra Anadolu'da Roma egemenliği başlamıştır. Seyitgazi "Nacolea" adı ile Roma - Bizans döneminde önemli bir karakol haline gelmiştir. MS 395 ten sonra doğu Roma (Bizans) elinde kalan yörede birçok Bizans kenti kurulmuştur. O dönemde “Roma Conventus listelerinde Nacolea'nın adı geçmektedir. Yönetsel bir örgütlenme olan 'Conventus'lara bölünme zamanla unutulmuş, kentler vergi toplayan bir vergi memuruna bağlı olan birliklere bağlanmışlardır.

          Nacolea da böyle bir birliğin başında bulunmuş ve burada "Exactor Reipublicae Nacoliensium" adını alan yüksek bir vergi memuru oturmuştur. 2.yüzyılın ortasında Kayzer T. Aelius Antoninus zamanında bu görevi T. Aelius Niger yapmaktadır. Adı Docimion mermerinden büyük bir blok üzerindeki bir yazıtta geçmektedir. Onun sülalesinden P. Aelius Claudianus Niger de daha sonra bu görevi yürütmüştür. Seyitgazi'de bulunan iki yazıtta vatandaşlarının, yaptığı işler dolayısıyla kendisine teşekkür ettiği yazılıdır. Bu, onun çok sevildiğinin bir kanıtı olarak görülmekte, aynı zamanda çevresinin genişliği hakkında da bir kanıt oluşturmaktadır. Yazıtlarda "Prymnessos" kalesinin de sözü edilmektedir.

          Nacolea, Orkistos ve Midas gibi eski Frigya'nın önemli merkezlerinden daha çok önem kazanmış ve Orkistos (bugünkü Alikel ya da Alikyan yaylası) Nacolea tarafından vergiye bağlanmıştır. Orkistos, orada bulunan bir yazıta göre, Küçük Asya ticaretinde önemli bir yer tutmaktadır ve dört ticaret yolunun üstünde bulunmaktadır. Ancak, daha sonra Pessinus ve Orkistos'tan geçip Midas kentine varan Gordion ordu yolu önemini kaybetmiştir. Baş ticaret yolu Dorylaion'dan Nacolea'ya geçip, oradan iki değişik koldan güneyde Apameia (Dinar) ve Akdeniz'e ulaşmıştır. Yukarıda değindiğimiz gibi, Nacolea'nın önem kazanması ve eski ünlü kent Orkistos'un vergiye bağlanması ile bu iki kent arasında pek çok anlaşmazlık olduğunu tarih kaynaklarından anlıyoruz. Nacolea bu yükselme çağında sınırlarını güneyde Amorium (Emirdağ) ve doğuda Galatia sınırına kadar genişletmiştir. Ancak, Orkistos'la aralarındaki anlaşmazlık ve kıskançlığı önlemek amacıyla daha sonra 331'de Orkistos da "Civitas" (site) düzeyine yükseltilmiştir. Diocletian zamanında, Roma İmparatorluğu yeniden örgütlendiği sırada Frigya iki büyük bölgeye ayrılmıştır: "Phrygia Prima" ve "Phrygia Secunda". Bu bölgelere 4.yüzyıldan itibaren de "Phrygia Pacotina" ve "Phrygia Salutaris" adları verilmiştir.* Nacolea da "Phrygia Salutaris" içindedir. Nacolea'da bu çağda bir efeb (on sekiz yirmi yaş arasında delikanlılar okulu) vardır.

-Phrygia Prima: Birinci Frigya (Batı taraf) 
-Phrygia Secunda: İkinci Frigya (Doğu taraf) 
-Phrygia Pacatina: Barıştırılmış Frigya 
-Phrygia Salutoris: Sağlıklı Frigya YN.

          Kentin tanrıları, Herakles, Kibele, Zeus Bronton, Artemis tanrı ve tanrıçalarıdır. Nacolea Roma döneminde sürekli yükselmesiyle yörede önemli bir rol oynamış, kent isyanına da sahne olmuştur. Hıristiyanlık ve mezhep ayrılıkları çatışmalarda önemli yer tutmuştur. Tarihçiler Roma İmparatoru Julian Apostata' (Dönme İulianus)un 361'de Pers seferine çıkmak üzere Antiocheia (Antakya)'ya giderken Nacolea'da bir süre kaldığından da söz ederler. 366'da, Kayzer Valens'e karşı isyan eden Procopius da bu kent yakınında yakalanır ve öldürülür. Arcadius zamanında (395-408) ise Nacolea'daki Tribigild kumandasındaki Got garnizonu karışıklıklar çıkarır ve Nacolea'yı eline geçirir. İmparatorluğun ikiye ayrılışıyla (395) Bizans toprakları içinde kalan Nacolea, aynı adla anılmaya devam etmiş, kalesi de onarılmıştır. Mesih kalesi olarak da tanınan bu yer çevresinde, Arapların Anadolu seferleri nedeniyle Bizanslılarla İslâm orduları arasında uzun süreli savaşlar olmuştur (718-740). M.S. 740 yıllarında bölgeye yapılan Arap akınları sırasında İslam kahramanlarından Seyyid Battal Gazi şehit olmuştur Nacolea'nın bu dönemiyle ilgili olarak da Karl Wulzinger şunları yazmaktadır:"Eski tanrıların düşüşüyle koşut olarak Nacolea nın da itibarı düşmüş ve nüfuzu azalmıştır.

          Tarihi kayıtlara göre o dönemde Symnada [Afyon/Şuhut] büyük şehrinin idaresi altına girmiş, sekizinci yüzyılın sonlarına doğru ise yeniden metropolis [büyükşehir] unvanını almıştır. O dönemde Nacolea bir piskopos'un [gözetmen, yöredeki kiliselerin önderi ] makam yeriydi. M.S. 362 dolaylarında ise şehrin öneminin daha da arttığı anlaşılmaktadır. Çünkü o yılla ilgili bir kayda göre Achaillas adlı bir kişi Nacolea'da başpiskoposluk [baş gözetmen, piskopos'un üst makamı N.] görevine getirilmiştir. Nacolea şehrine ait iki piskopos'un daha isimlerini kilise toplantılarının kayıtlarında görüyoruz. Bunlardan Basilius adlı piskopos Chalcedon [İstanbul/Kadıköy] toplantısına katılmış (M.S. 451), Photius adlı piskopos ise Konstantinopolis [İstanbul] toplantısında Nacolea'yı temsil etmiştir. Nacolea'da doğmuş olan Theodotus adlı kişi ise hem kentte piskoposluk yapmış, hem de çok büyük itibar taşıyan Konstantinopolis [İstanbul] patriarchlık (Ortodoks kilisesinin en üst makamı) patriklik makamına getirilmiştir. Hem Theodotus'un, hem de Nacolea'da piskoposluk yapmış Constantin'in birer gayretli ikonoklast olduklarını da tarihi kayıtlardan öğreniyoruz. IX. yüzyıldan sonra ise Nacolea adına artık rastlamıyoruz.   Savaşçı Selçuklular, Süleyman adlı komutanın yönetimi altında inanılmaz bir hızla Bizans İmparatorluğu eyaletlerine girerek 1074'de Frigya'nın batı sınırlarına kadar ilerlemişlerdir. Dahası, 1084'de İkonium [Konya], Selçuklu'lar devletinin Rum eyaletindeki yerleşme merkezi olmuştur. Bu dönemde Nacolea da Danışmentliler ile Selçuklu boyları tarafından fethedilmiştir.

          Evliya [Çelebi] bu olayın tarihini H.476 (M.S. 1083-1084) olarak belirtmiştir. Şehir, fetih olayından dolayı çok zarar görmüş ve önemini tamamen yitirmiştir. Tüm Haçlı seferlerinin buradan geçtiği söylenemezse de I Haçlı Seferi'nde Dorlaeum [Eskişehir] savaşından sonra Haçlı orduları büyük bir olasılıkla harabe haline gelmiş ve terkedilmiş Nacolea'dan geçmişlerdir. Müslüman egemenliği altına giren şehrin yeniden harabelerden dirildiğini ve Seyitgazi adını alarak tarihi görkemine kavuştuğunu dolu Dresden [Almanya'da bir şehir] nüshasından öğreniyoruz. Her ne kadar Fleischer adlı araştırmacı haksız bir anlatımla buranın tarih bilimi bakımından hiçbir değeri olmadığını savunmuşsa da olaylar onu doğrulamamaktadır." Selçukluların Anadolu'ya yayılmasıyla önce 70-80 ailelik bir Türkmen aşireti buraya yerleştirilmiş ve burası da "TÜRKMEN KÖYÜ" olarak kayıtlara geçmiştir.

          Seyyid Battal Gazi'nin mezarının Ümmühan Hatun tarafından buldurularak bugünkü türbe ve mescidin yaptırılmasından sonra ise köy, SEYİTGAZİ adını almıştır (1207-1208). 11 yüzyılda Anadolu'ya yayılmaya başlayan Selçuklu Türkleri 1182 de bölgede egemen olmuşlardır.Beylikler döneminde Osmanlı ve Karamanoğulları denetiminde olan Seyitgazi 1.Murat zamanında son kez Osmanlı topraklarına katılmıştır. Osmanlı Devleti'nin sınırları içine 1336'da alınan Seyitgazi'ye yeni yerleşimler devam etmiş, adı da giderek yaygınlaşmıştır. İstanbul-Bağdat-Hicaz yolu üzerindeki başlıca konaklama (menzil) yerlerinden biri olan Seyitgazi'nin, Osmanlılar döneminde önemi daha da artmış, II. Bayezid zamanında ise külliye'ye yeni ekler yapılarak devamlı bakıma alınmıştır. Bu dönem yerleşimleriyle ilgili olarak Halime Doğru şunları yazmaktadır: "Seyitgazi, öteki kazalara oranla sipahi yeri olarak küçük bir kazadır. Kanuni Sultan  Süleyman 1533 - 1536 Irak Seferine giderken ordu Seyitgazi’de konaklar ve Matrakçı Nasuh, Seyitgazi’nın minyatürünü resmeder.

          Evliya Çelebi’nin Seyahatnamesinde (17. yüzyıl ortaları) Seyitgazi hakkında şu bilgiler geçer: ‘Burada Seyyid Battal Gazi de gömülüdür. Rum harblerinde şehit olmuştur... Hacı Bektaş Veli’nin onayı ile bin adet ev halkı iskan edilerek, büyütülmüştür...  Kanuni devrinde burada bulunan 8 köy, 12 konar göçer, 1 yerleşik aşiretin toplam 41.069 akçe hasılı vardı. II.Selim zamanında köy sayısı 13'e çıkmış, konar göçer cemaat sayısı da 617 olmuştur. Cemaat-ı-yürükan-ı Eyne Hoca'nın her iki tarihte de yerleşik olduğu görülmektedir. 1571 yılında ise Seyitgazi kazasının 39176 akçelik hasılının 25.900 akçesi Anadolu kadı askerinin zeametine ilave edilmiştir. Geri kalanlar da Seyitgazi sipahisine bırakılmıştır. 1530'da 480 olan konar göçerlerin hane sayısı II.Selim zamanında 1008'e yükselmiştir. Buna rağmen hasılda bir düşüş olmuştur (39176 akçe).

          Daha önce de belirtildiği gibi Otarlu, Hassanlu, Kara İlyaslı dışında kışlağa tekrar gelen cemaat olmamıştır. Yürük cemaati olan Eyne Hoca ise Kanuni devrinden beri yerleşik hayata geçmiştir. Fakat aşiretler arasında yazıldığına bakılırsa henüz yerleşik köy olarak görülmüyordu. Seyitgazi yöresi daha Selçuklular zamanından beri konar göçerlerin geldiği bir coğrafi bölge idi. Seyitgazi'nin yakınında bulunan Sancak* ve Selçuk köyleri bu dönemde gelip yerleşen, aynı adı taşıyan cemaatler tarafından kurulmuş olan yerleşim birimleridir. 1530'da II.Selim'in padişahlığı zamanında Seyitgazi'de konaklayan Hassanlular, Dulkadir oymaklarına bağlı bir cemaatti, XVI. Yüzyılın sonunda Seyitgazi'ye gelen kalabalık (89 hane). Karakeçililerle ortak hareket eden bu cemaat, XIX. Yüzyılda Eskişehir civarına iskân edilmiştir. Seyitgazi'de yaylayan en kalabalık oymak ise Mamalı Türkmen oymağı ve ona bağlı cemaatlerdi. Bunlar Kızılöz, Gölüler, Yoralıca ve Gödeler cemaatleri idi. Ömerli cemaati ise Boz uluslu Türkmenlerine bağlı idi. 1530'da Seyitgazi'de kaza geliri: 
Cemaat  12
Kurra  8 
Mezaria   1
Hane  504
Mücerret  20
Sipahi ve Sipahizade24 
Derbentçi 8 
HASIL 41.069 akçedir
 

          Sancak adı günümüzde Seyitgazi yakınındaki "Sancar" köyünün adını çağrıştırmaktadır. YN.7 XVI. yüzyılın ilk yarısında yaklaşık 15 bin nüfuslu bir kaza merkezi olan Seyitgazi'ye, Padişah IV. Murat'ın Revan seferi sırasında bir de kervansaray yaptırılmıştır (1635). XVII. yüzyıl boyunca adından pek söz edilmeyen Seyitgazi, zamanla sönükleşmiş, 1892'de tekrar nahiye yapılmıştır.” Karl Wulzinger'in anılarında ise Seyitgazi'den şöyle söz edilmektedir: "Eski zamanlarda Dorylaeum adını taşıyan Eskişehir'de şu anda İstanbul'dan gelen demiryolu ikiye ayrılır. Bunlardan kuzey hattı Ankara'ya, güney hattı ise Konya üzerinden uzaklardaki Bağdat'a gider. Eski kervan yolu ise onların arasından ağaçsız bir yüksek ovadan geçerek güneye Seyitgazi'ye iner. Kışın geçit vermeyen bu 40 km'lik yol, elverişli hava koşullarında güçlü atların çektiği arabalarla eğer yük de fazla ağır değilse yaklaşık 8 saatte katedilir. Yolun sonuna doğru Seyit Suyu'nun geniş deresiyle karşılaşılır. Bu geniş vadinin eski zamanlardaki adı Parthenais ovasıdır. Güneydeki tepelerden ufak bir çay, virajlarla kıvrılarak gelir. Bu akarsuyun kaynaklandığı kara ormanlı dağlar arasında Friglerin eski ünlü nekropollerinin bulunduğu bilinmektedir. Seyit Suyu ovada sıralanmış söğütler arasından ağır ağır akarak kuzeydeki geniş bozkıra ulaşır. Seyitgazi kasabası da vadinin batı yamacındaki tenha ve kaygan bir derenin ağzında ünlü külliye tepesinin eteğinde kurulmuştur.

          Külliyenin ince şirin bacaları ve kulecikleri göğe yükselirken güneşin ışığı küçüklü büyüklü kubbelerde oynaşır ve külliyenin aşağı yukarı penceresiz kara duvarları gizemli bir duruşla doğaya direnir gibidir. Kasaba 500 haneli yerleşimiyle uzaktan oldukça kalabalık görünürse de yakına gelindiğinde yapılarının yaklaşık üçte birinin harabe ve köhne olduğu görülür. Kasabanın bugünkü önemi ise yörenin pazarı olmasından kaynaklanmaktadır. Burada buğday, arpa ve tiftik gibi çevre ürünlerinin ticareti yapılmaktadır. Kasaba bir müdürün makamıdır ve Hüdâvendigar (Bursa) eyaletine bağlıdır. Kanuni Sultan Süleyman zamanından kalma eski bir hamam ve cami ile yarı harabe olmuş han ve yeni kışla binası hariç, tüm evler kerpiç yapılardır. Yine de sütbeyaz badanalarıyla görünüşleri hoştur. Kasabanın her köşesinde eski çağın kalıntılarına rastlanır. Yeni askeri binanın temel atma işleminde de birçok sütun8 parçası, yazıtlar ve eski çağa ait çeşitli kalıntılar bulunmuştur. Bir Osmanlı Albayı bunları bana anlattı. O arada bıyık altından gülüşüyle de bu buluntuların hemen imha edilmesini emrettiğini de söyledi. Bunun gerçekten öyle olduğunu biz de gördük ama, bir nöbetçi asker kalıntıları daha fazla incelememize mani oldu. Eski çağın Nacolea sı herhalde şimdiki Seyitgazi kasabasının olduğu yerdeydi.

          Helenizm, Roma ve Bizans dönemine ait şehir, öyle görülüyor ki 3-4 metre  yüksekliğindeki yıkıntıların altında olsa gerek. Yan deresinin doğu yönünde bulunan dik ve kayalıklı yamacın tepelerinde de harabeler olduğunu duyduk. Batı yamaçlar daha az diktir ve yüksekliğinin yarısında külliye yer alır. Onun arkasında bir tepe daha yükselir. Bu tepede ve etrafındaki yamaçlarda Nacolea'nın eski nekropolü (mezarlık) uzanır. Yıkıntılar çok sayıda yazıt, sütun parçaları ve süslemelerle doludur. Kasabanın güneyindeki yan derenin sonunda da alçak ama dik bir tepe daha vardır. A.D. Mordtmann burayı Akropolis [tepedeki şehir] olarak adlandırmıştır. Yerliler ise ona kale demektedirler. Seyyid Battal Gazi destanında adı geçen Kale-i Masîhijje'nin yeri burasıdır. Yapılacak kazılarda eski Nacolea'nın ve onun Akropol'ün boyutları saptanabilir. Ama altın arayan birçok yerli defineci şimdiden her yeri gelişigüzel kazmaktadır. Evliya Çelebi ünlü seyahatnamesinde tekkede 200 kadar müridin yaşadığını, Seyitgazi'nin o dönemde 76 köyü olduğunu, bir nahiye merkezi olan kasabada ise 150 ev ile bir cami, hamam ve küçük bir çarşının bulunduğunu bildirmektedir. Evliya şimdilerde olmayan ikinci bir handan da söz etmektedir. Orayı şu sözlerle anlatır: Derenin aşağı kısmında özel çatısı olan büyük bir han vardır. Bağdat fatihi IV. Murat'ın silahdaşı ve arkadaşı Mustafa Paşa tarafından yaptırılmıştır.

          Tahminimize göre daha sonraki yıllarda yangınlar, hastalıklar şehrin kaderi haline elmiş ve en azından Seyitgazi ikinci bir kez hızla yüksek ko-numundan aşağılara kaymıştır.” 1800 yılında Seyitgazi'ye gelen Leakeki (ondan önce de 1736'da Otter gelmiştir) kitabının 21. sayfasında şöyle yazmaktadır. "Seyitgazi yoksul ve köhne bir köydür. Ama yine de Türk tarihi süreci de dahil önceki dönemlerde önemli bir yer olmanın özelliklerini taşımaktadır." 11/12 Eylül 1813 tarihinde buradan geçen Kinneir de aynı yargıya varmaktadır.4 1893 yılında Seyitgazi'ye gelen Radet de kasabadaki kervansarayın kalıntılarına bakarak buranın Selçuklular döneminde büyük ve bayındır bir yer olduğunu düşünür ve Seyitgazi'nin 300 evlik harap biryer olduğunu belirterek "Burası Allah'ın gazabına uğramış bir yer" diye yazar. Cuinet de 19.yüzyılın sonlarında "Seyitgazi Eskişehir kazasının tek nahiyesidir" der.5 İlk belediye örgütü ise 1917'de kurulmuştur. Kurtuluş Savaşı'na özel taburu ile katılan Seyitgazi, Yunan işgalinde kısmî hasar görmüştür. 1 Eylül 1922'de Türk ordusunun gelişiyle acılı günler sona ermiş, Seyitgazi de Cumhuriyet Türkiye'sine ilçe merkezi olarak katılmıştır.