De récentes fouilles font état de la présence de villageois dans les quartiers de "Beaulieu" et de la "Martelotte" dès le Ier siècle de notre ère. Des tombes à incinération et des fossés de drainage attestent que les premiers "Wattrelosiens" furent des Gallo-Romains.
Jadis, le territoire où se trouve Wattrelos aujourd'hui appartenait à un certain Allowin, puissant seigneur né en 589 et mort entre 654 et 657.
La vie d'Allowin n'était que débauche. Nanti, il se livrait à tous les plaisirs et débordements. Son épouse, affectée, en mourut. Ce douloureux événement allait convaincre Allowin de racheter sa conduite en rejoignant, à 62 ans, la vie monastique au couvent Saint-Pierre de Gand après avoir donné tout son argent aux pauvres. Reclus dans une minuscule cellule, il s'infligea de nombreuses mortifications et flagellations. Il supporta cette vie entre 3 et 6 ans avant de succomber.
Avant cela, Allowin avait fait don de ses biens et de ses terres, dont Wattrelos (villa avec son église et ses dépendances) à Saint-Amand, évêque de Maestricht et apôtre des Flandres. Allowin fut canonisé sous le nom de Saint-Bavon et une abbaye portant ce nom fut édifiée à Gand. Les abbés de Saint-Bavon furent durant des siècles les seigneurs de Wattrelos. On les appelait les "Messieurs de Saint-Bavon".
Le nom de "Waterlo" apparaît pour la première fois dans une lettre du Père Abbé Othebold à la Comtesse Otgive, épouse du Comte de Flandre Baudoin IV, écrite entre 1019 et 1030, pour démontrer que le village appartenait à l’abbaye gantoise de Saint-Bavon, avant les invasions normandes du milieu du IXème siècle.
La Seigneurie de Wattrelos apparaît comme l'un des plus beaux joyaux de Saint-Bavon. D'après le plus ancien plan terrier retrouvé, Wattrelos comptait en 1231 un peu plus d'une centaine de foyers, soit une population de 500 à 600 personnes.
Le domaine de Wattrelos est sous l'emprise des abbés seigneurs de Saint-Bavon, une vaste entreprise agricole. A l'exploitation directe des terres et des paysans (rentes en blé, avoine, colza…) les "Messieurs de Saint-Bavon" préféreront, à partir du XIVe, l'exploitation indirecte (location des terres et des droits d'exploitation contre monnaies sonnantes et trébuchantes).
Il est vrai que les terres wattrelosiennes apparaissent comme plutôt prospères. Les forêts gauloises qui occupent les hauteurs de la ville (les lieux-dits de "Beaulieu", "Martelotte", "Saint-Liévin) reculent très tôt dans l'Histoire pour laisser place aux terres agraires. Très vite, la quasi totalité des surfaces sont exploitées. Les paysans iront même jusqu'à cultiver la vigne. Les quartiers "Boutillerie" et le "Winhout"e n'ont pas été nommés ainsi par hasard.
Acculées à la frontière, sises en plein milieu du comté de Flandres, les terres prospères wattrelosiennes ont souvent été sujettes aux incursions, saisies, réquisitions, pillages et autres destructions.
En 1477, les soldats du roi Louis XI, pillent les manoirs, le château et les récoltes. La ville commence ensuite à prospérer, mais en 1488 la "Bataille de l'Espierre" se déroule au cœur même de la ville. Les Wattrelosiens n'échappent pas aux guerres de Religion ː en 1566, 150 protestants sont massacrés dans l'église.
En 1667, sur ordre de Louis XIV, la ville de Lille est prise et la Flandre devient française, de ce fait Wattrelos aura 12 km de frontière à surveiller.
Pendant la Révolution, en 1794, Wattrelos subit la Bataille de Tourcoing (victoire de la république contre les monarchies européennes).
Wattrelos entre dans l’ère de la révolution industrielle dans la seconde partie du XIXème siècle. Elle s’oriente vers l’industrie textile à l’image de ses voisines Roubaix et Tourcoing. La fin du siècle et le début du XXème siècle voient la modernisation de la Cité, avec notamment l’arrivée du chemin de fer. Durant l’entre-deux guerres, diverses évolutions dans les domaines sanitaire, sportif et social sont réalisées.
Avec la Seconde Guerre Mondiale et l’occupation allemande, la ville est le centre d’une importante activité de résistance, conduite notamment par le mouvement Sylvestre Farmer W.O.
Pour pallier à la crise du logement de l'après guerre, de nouveaux quartiers voient le jour. Suivent des constructions scolaires, des aménagements sportifs, des résidences pour le 3ème âge et l’implantation de zones industrielles.
Sur le plan des loisirs, la ville tisse un réseau associatif dense et actif, se dote d’un parc et d’un Musée des Arts et Traditions Populaires. Les nombreuses manifestations culturelles et festives, comme celle des Berlouffes, font de Wattrelos, 5ème ville de la métropole lilloise, une ville conviviale et chaleureuse.