Midt i 1800-tallet var Nørre Broby endnu en landsby med middelalderkirke. I 1906 åbnede jernbanen Odense-Nørre Broby-Faaborg, hvilket betød en vækst i indbyggertallet. Byen blev udbygget på begge sider af Odense Å, men i særlig grad i området omkring stationen, hvor der blev udstykket jord til ny bebyggelse. I midten af 1800-tallet var landbrug det primære erhverv, men der kom efterhånden flere erhverv til. Nørre Broby fik i 1885 både andelsmejeri og forsamlingshus. Der kom endvidere filialer af Sydfyens Discontobank og af Landbosparekassen for Fyn.
I 1921 lå indbyggertallet på 613. Langt de fleste levede i midten af 1900-tallet af håndværk og industri. I 1937 fik Nørre Broby teknisk skole, og i 1956 fulgte en centralskole. Jernbanen blev nedlagt i 1954. Ved en sammenlægning af seks sognekommuner blev Broby Kommune dannet i 1966; Nørre Broby blev den nye kommunes administrative center.
I 1970 lå indbyggertallet på 904, og dette tal var i 2006 steget til 1.466. I 1990 blev der udlagt et areal til regionale erhvervsformål, og da Broby Moto Cross Klub blev stiftet i 1992, blev der få år senere vedtaget en lokalplan, så der kunne etableres motocrossbane med både klub- og overnatningsfaciliteter i yderkanten af byen. I lokalplanerne er der løbende blevet udlagt arealer til boliger og erhvervsliv, ligesom der har været fokus på centerområdet.
