Le origini del laboratorio di orologeria risalgono al 1848, quando Louis Brandt (1825-1879) fondò un'officina per l'assemblaggio di componenti di orologi. I suoi figli, Louis-Paul (1854-1903), con cui si associò nel 1877 (Louis Brandt & Fils), e César (1858-1903), si stabilirono a Bienne nel 1880 e fondarono una nuova manifattura orologiera (Louis Brandt & Frère, 1891) che si sviluppò rapidamente. Nel 1903 l'impresa fu trasformata nella SA Louis Brandt & Frère - Omega Watch Co. La lettera greca Omega faceva riferimento al calibro costruito nel 1894 utilizzando un nuovo metodo di produzione industriale, basato sull'interscambiabilità delle componenti del movimento.
Specializzata nel cronometraggio sportivo, dal 1932 Omega è cronometrista ufficiale dei giochi olimpici. Nel 1969 il suo cronografo Speedmaster, creato nel 1957, venne fornito in dotazione alla prima missione della NASA sulla Luna. Dal 1962 partecipa agli studi sull'orologio al quarzo del Centre électronique horloger di Neuchâtel.