Những ghi chép đầu tiên về những khu định cư cổ là Piatkino, Belkino, Samsonovo, hiện tại nằm trong phạm vi thành phố, là các tài liệu chép tay trong những năm 1588—1589.

Từ thế kỷ 15, chủ sở hữu làng Belkino là dòng họ quý tộc Belkin, tới cuối thế kỷ 16 điền trang Belkino thuộc quyền sở hữu của dòng họ quý tộc Godunov. Năm 1611 đất và thái ấp Belkino được chuyển cho các công tước Dongorukiy. Từ năm 1741 Belkino thuộc về dòng họ Vorontsov. Ivan Illarionovich Vorontsov đã cho xây dựng nhà đá, nhà thờ và phá bỏ công viên trồng cây đoạn thông thường. Tất cả công trình gồm các tòa nhà đá và một công viên với nhiều tầng ao còn tồn tại tới ngày nay. Sau đó Belkino, như là của hồi môn, được trao cho con gái của A. I. Vorontsov là Anna (cháu gái của I. I. Vorontsov), khi kết hôn với D. P. Buturlin năm 1793. Sau năm 1817 nhà Buturlin chuyển tới sống ở Italia. Thái ấp được I. A. Kavetsky thuê lại. Con gái của Kavetsky lấy Narkiz Antonovich Obninsky (1791—1863). Sau chiến tranh vệ quốc năm 1812 Đại tá Narkiz Antonovich Obninsky nghỉ hưu đã mua thêm làng Shemyakino, Samsonovo và Krivckoe (thuộc huyện Borovsky) và cuối cùng là Belkino vào năm 1840.

Năm 1946 tại nơi trước đây là trường nội trú "Bodraya zhizni" mang tên S. Shatsky (do nhà bảo trợ người Moskva là M. K. Morozova cùng nhà sư phạm Shatsky thành lập năm 1911) và nhà trẻ Tây Ban Nha trước đây người ta đã thành lập công trình bí mật Phòng thí nghiệm "V" thuộc Bộ Nội vụ Liên Xô (về sau là Viện Vật lý Năng lượng). Phòng thí nghiệm nghiên cứu về lĩnh vực vật lý hạt nhân, mời các chuyên gia của Đức từ phòng thí nghiệm Kaizer Wilhelm, Đại học Leipzig và các chuyên gia Xô viết giỏi nhất. Kết quả công trình của phòng thí nghiệm là xây dựng nhà máy điện nguyên tử đầu tiên trên thế giới, đi vào hoạt động ngày 27 tháng 6 năm 1954.

Ngày 24 tháng 7 năm 1956 làng Obninsk trở thành thành phố Obninsk.

Thành phố trẻ Obninsk phát triển như một "thành phố khoa học", chuyên về lĩnh vực vật lý hạt nhân và năng lượng nguyên tử, khí tượng học, phóng xạ học, hóa học bức xạ và địa vật lý.