Ilmeisesti asutusta oli jo ennen ruotsalaisten saapumista. Kylännimet Björnvik ja Otnäs esiintyvät 1400-luvun kirjoituksissa.
1540-luvun verokirjoissa Otaniemi on kolmen talon kylä, omistajina itsenäiset verotalonpojat. Rikkain Jören Andersson, köyhin Simon Erichsson, jonka talo siirtyi naapurin alaisuuteen 1576.
Mats Jörensson omistama suurin talo jaettiin 1602 kahteen maakirjataloon, toisen sai Ruotsin palveluksessa kunnostautunut venäläisvänrikki Daniel Golowatscheff. Tuosta lähtien Otaniemen taloista yksi tai kaksi oli ratsumiehentaloina eli vapaatiloina yhden ratsumiehen varustamista vastaan.
1614 yksi tila Helsingin pormestari Kasper Reiherille, kaksi muuta olivat tuolloin Hämeenlinnan päällikkö Anders Nilsson Hyttnerillä. Reiherin kuoltua 1630 kolmaskin tila Nilssonille.
Vanhankaupungin alueelle painottunut Helsinki alkoi 1640-luvulla siirtyä nykyiselle keskusta-alueelle, mikä lisäsi Otaniemenkin kiinnostavuutta. Maanvuokraajat ja -omistajat vaihtelivat. Rahastonhoitaja, myöhemmin Helsingin pormestari Gabriel Tawast osti Otaniemen 1653. Björnvikin maitaan kruunulle menettänyt Karl von Bönhardt osti Tawastin Otaniemen 1656. Hän koitti perua kaupan, mutta jäi vasten tahtoaankin alueen omistajaksi ja ensi kertaa olivat Björnvik ja Otaniemi yksissä käsissä. Hoitamatta jäänyt Otaniemi siirtyi 1662 valtiolle kruunun säteriksi.
Vuonna 1685 tilan omistajaksi tuli kornettiupseeri Petter von Rutenhjelm. Isovihan vuosien 1713-1721 myötä venäläisten vangiksi joutunut Rutenhjelm pakeni Viroon, Otaniemen pellot alkoivat metsittyä.
Kaarle XII:n armeijan eversti Henrik Wright osti vuonna 1734 Otaniemen ja sai tilan taas kukoistamaan. Tila siirtyi toisiin käsiin 1744, kun Wright pikkuvihan myötä kirjoittautui takasin armeijaan. Hänen jälkeläisiään ovat von Wrightin taidemaalariveljekset.
Viaporin linnakkeen rakennushanke teki Otaniemestä kysytyn. Sen osti varakas Lorens Johan Göös, omistajaksi kuitenkin 1746 tuli Göösin lanko Carl Mauritz von Numers, joka osti myös Björnvikin. Alueen omistus pysyi suvulla 100 vuotta ja kyläkeskus siirtyi yksinään Otaniemeen. Carlin poika Adolf Fredrik von Numers oli alueen varsinainen kehittäjä, kylän väkimäärä kasvoi 150:een. Sota oli päättynyt ja Suomi liitetty Venäjään; Adolf Fredrikin sotavankeudesta selvinneet pojat ehkä ehtivät isänsä kuolinvuoteelle Otaniemeen 1809. Vuonna 1810 maat jaettiin. Kantatilan päärakennuksineen sai nuorempi veljistä, Jacob Reinhold. Tulevan Hagalundin kartanon alueen peri isoveli Clas Johan von Numers, perimätiedon mukaan Hagalundin kartanon rakentaja. Jacob Reinhold myi Otaniemensä pankkitirehtööri Johan Norrménille 1932, Clas Johanin kuoltua 1852 alettiin myyntiä harkita myös Hagalundissa.
Vuonna 1957 varakas helsinkiläisliikemies Paul Sinebrychoff osti Otaniemen, ostipa myös Hagalundin 1959. Paulin kuoltua panimoa johti hetken vanhempi pojista, Nicolas Sinebrychoff, mutta jätti bisneksen pian pikkuveli Paul Sinebrychoff nuoremmalle. Nicolakselle, innokkaalle purjehtijalle, erotettiin 1890 merenrantapalsta Karhusaaresta, jolle tämä rakennutti Björnholman, josta nykyisin puhumme Sinebrychoffin huvilana. Hagalundin, mukaan lukien Otaniemi, peri 1904 Paul nuorempi. Paul avioitui Ruotsalaisen teatterin Fanny Maria Grahnin kanssa, pari muutti Otaniemen kartanoon.
Sinebrychoffien liitto oli lapseton. Testamentin myötä 1922 sai suunnilleen nykyisen kampusalueen ja Teekkarikylän Fannyn veljentyttären mies, johtaja Carl af Forselles. Valtaosan, mm. Hagalundin kartanon, peri 20-vuotias Fannyn veljenpoika, lääketieteen ylioppilas Arne Grahn.
Af Forsellesit myivät Otaniemen 1927 kolmelle yksityishenkilölle, jotka perustivat alueelle AB Otnäs Gård -yhtiön. Omistus siirtyi 30-luvulla Kansallispankille, yhtiön nimeksi tuli Otaniemi Oy.
Arne Grahn kaavoitutti Westendin 1930, merkittävässä maakaupassa 1951 valtaosa Grahnien maista siirtyi tulevan Tapiolan maapohjaksi, ostajana Väestöliitto.
Vuonna 1948 valtio sitten osti "vanhan tykkitien" eli Lehtisaarentien pohjoispuolisen alueen TKK:ta ja VTT:tä varten ja saman aikaisesti TKY noin kahden ha:n alueen niemestä Teekarikylää varten.
Tennismesenaatti Arne Grahnin ja hiljattain poismenneen Anna Greta Grahnin vajaan 600 ha:n Hagalundin tila supistui pikku hiljaa parin hehtaarin pihapiiriksi. Kemian osaston takana seisoo kuitenkin yhä punainen Hagalundin kartano, se jonka Clas Johan von Numers aluinperin rakennutti maan jaon jälkeen 1800-luvun alussa.