Fondata a La Chaux-de-Fonds da Louis Brandt da Louis Brandt (1825-1879), l'azienda nacque come "comptoir d'établissage", ovvero un laboratorio dove venivano assemblati componenti prodotti da artigiani locali. La vera svolta industriale avvenne con i figli, Louis-Paul (1854-1903) e César (1858-1903), che nel 1880 trasferirono l'attività a Bienne, dove implementarono un sistema di fabbricazione meccanizzata.
Il nome Omega, adottato inizialmente per un celebre calibro da 19 linee nel 1894, divenne il simbolo del successo totale dell'azienda: l'ultima parola nella precisione (come l'ultima lettera dell'alfabeto greco). Nel 1903, l'impresa divenne ufficialmente la Louis Brandt & Frère - Omega Watch Co., consolidando una leadership che l'ha portata a cronometrare i Giochi Olimpici dal 1932 e ad accompagnare l'uomo nello spazio con lo Speedmaster Professional, l'unico orologio a superare i rigorosi test della NASA per le missioni lunari (1969).
Fu tra i soci fondatori del Centre Électronique Horloger nel 1962, contribuendo alla creazione del primo movimento al quarzo svizzero (il calibro Beta 21).