Domaine royal au vie siècle puis à nouveau au xviiie siècle sur la route importante de Chartres à Paris, la commune s’industrialisa fortement dès le xixe siècle avec l’arrivée de nombreuses voies de chemin de fer, devint un centre ouvrier important, partie de la banlieue rouge, phénomène accentué dans la seconde moitié du xxe siècle avec la construction de nombreuses cités-jardins. Devenue sous-préfecture de Seine-et-Oise en 1962 puis de l’Essonne en 1968, associée au développement de Massy et du plateau de Saclay, elle accueille sur son territoire l’École polytechnique, l'Institut d'optique et l’ENSTA ParisTech, ainsi que des centres de recherche de l’ONERA, Danone, Thales et EDF. Elle fait l'objet d'une importante opération d'aménagement dans le cadre du développement du pôle technologique Paris-Saclay.
Ses habitants sont appelés les Palaisiens