Olaztiri buruz ezagutzen diren lehen aipamen idatziak XIII. mendekoak badira ere, askoz ere lehenagotik bizi zen jendea bertan. Horixe frogatzen dute Koskobiloko aztarnategi paleontogiko eta arkeologikoan topatutako aztarnek. Aztarnategia 1940. urtean aurkitu zuten izen bereko harrobian lur-erauzketak egin zituztenean, eta harrobiaren beraren jardueraren ondorioz suntsitu zen. Aztarna horiez gain, material litiko ugari aurkitu zuten bertan, hona nabarmenenak: aurpegi bikoak, karrakailuak, harraskagailuak, burilak, zulatzaileak, aiztoak eta arraspak (horietako asko Nafarroako Museoan daude ikusgai). Pieza horien tipologiarengatik aztarnategia Goi eta Erdi Paleolitiko garaikoa zela eta Nafarroako hasierako Goi Paleolitikoaren ezaugarri guztiak zituela uste dute adituek.
Azpimarratzekoa da, halaber, Andramango Leze izeneko kobazuloa, Aldoiar edo Alduia mendian zegoena. Bertan, 1974. urtean, Jose Miguel de Barandiaranek hainbat aztarna zeramiko topatu zituen, Brontze Arokotzat hartu direnak.
Bordele-Astorga erromatar galtzada Olaztitik igarotzen zen: Belengo Andra Mariaren baseliza zaharraren inguruetan aurkitutako bi hilarri erdiak horren froga dira.
Erromatar galtzada hau Done Jakue bidea egiten zuten erromesek erabili izan zuten mende batzuk geroago, Lizarrako eta Errioxako ibilbidea sustatu zuten arte. Horren lekuko ditugu herriko etxe batzuen Erdi Aroko armarriak, ospitaleari eta erromesen aterpetxeari zegozkienak.
1200. urtetik aurrera, Olazti mugagune bilakatu zen, hain zuzen ere, Araba eta Gipuzkoa Gaztelako Erresumaren eskura igarotzean. Nafarroako Errege Antso Azkarrak Burundari Logroño-Guardiako Forua eman zion ibarra osatzen zuten herrixketako biztanleria eta ekonomia indartzeko asmoz.
XIV. mendean, Burunda Koroaren hiri izatera pasatu zen. Gaztelako muga arabarretik gertu egoteak erasoak izateko arriskua zekarren. Hori saihesteko, Luis infanteak, Erresumako gobernadorea eta Karlos II.a Gaiztoa erregearen anaiak, Burundako herrixketan bizi ziren herritarrak gotortutako bi hirigunetan biltzea aurreikusi zuen. Horietako bat Olaztin kokatu behar zen eta Altsasuko, Ulaiarko eta Ziordiko herritarrak bildu behar zituen. Hirigune horri Villadefensa izena jartzea aurreikusi zuten. Harresia jartzeko lanak 1366. urtean hasi ziren, baina proiektuak porrot egin zuen.
Olazti Burunda udalerriaren barneko kontzejua izan zen 1846. urtera arte. Urte hartan, Burunda udalerritik banandu eta Udala sortu zen.
Olaztiko herritarrak nekazaritzan, abeltzaintzan eta basogintzan aritu ziren mendeetan zehar. Aldaketa XIX. mendearen bigarren erdian eta XX. mendearen lehendabizikoan gertatu zen; izan ere, trenbidea eta lehendabiziko industriak urte horietan iritsi ziren herrira eta, ondorioz, Olazti nabarmen garatu zen. Juan Etxabarriren zuraren industria bertan jartzeak gaur egun oraindik dirauen industrializazio-prozesua ekarri zuen berarekin. Etxabarriren enpresak trabesez hornitu zituen Penintsulako iparraldeko trenbideak. Bestalde, Cementos Portland lantegiaren irekierak, 1903. urtean, herriaren izaera industriala behin betiko markatu zuen.