Stasiun Ōmorimachi dibuka pada tanggal 15 Desember 1952. Lokasi stasiun ini adalah tempat Stasiun Ōmori-San'ya (大森山谷駅code: ja is deprecated ) (awalnya Stasiun San'ya) berdiri dari tahun 1906 hingga tanggal yang tidak diketahui selama Perang Dunia II (penutupan resmi setelah penangguhan terjadi pada tahun 1949). Sebelum pindah ke lokasi ini, Stasiun San'ya berada di jalan terdekat sejak tahun 1901.[1]
Peron-peron yang awalnya berada di permukaan tanah dipindahkan ke jalur layang baru pada tanggal 16 Mei 2010 (jalur menuju Shinagawa) dan pada tanggal 21 Oktober 2013 (jalur menuju Uraga).[2]
Keikyū memperkenalkan penomoran stasiun pada stasiun-stasiunnya pada tanggal 21 Oktober 2010; Stasiun Ōmorimachi diberi nomor stasiun KK09.[3]
↑Keikyu Corporation. "京急まちWeb". Diakses tanggal January 12, 2014.
↑Keikyu Corporation. "Keikyu Handbook"(PDF). hlm.110. Diakses tanggal January 12, 2014.
↑"京急線全駅にて駅ナンバリングを開始します"[Station numbering will be introduced to all stations on the Keikyu Line]. KEIKYU WEB. 25 June 2010. Diarsipkan dari asli tanggal 21 February 2014. Diakses tanggal 27 February 2023.