Sengeløse og byens kirke har eksisteret siden middelalderen. Allerede i 1700-tallet blev forten med gadekær og kirkegård bebygget med bl.a. landsbyens første skole, kaldet Klokkerhuset, som stadig ligger lige øst for kirken med gavlen mod Landsbygaden. Hakkemose Teglværk, der blev anlagt i 1847, udnyttede det store lerlag i undergrunden og transporterede mursten med tog fra stationen i Taastrup. I 1872 var teglværket Danmarks største med en produktion på syv millioner mursten og to millioner drænrør årligt. I 1908 var leret opbrugt, og teglværket blev nedlagt.
I midten af 1900-tallet levede ca. halvdelen af indbyggerne af landbrug, og ca. en fjerdedel af håndværk og industri. Især under Besættelsen blev der gravet tørv i moserne, og Sengeløse Mose blev da tømt for tørvelag. I 1944 grundlagde brødrene Esbern og Lauge Larsen fabrikken Eslau i Sengeløse. Begge var udlærte pottemagere hos Brack & Sønner i Klovtofte. I de følgende år arbejdede de tæt sammen med brugskunstnere som Jens H. Quistgaard.
Sengeløse havde beholdt en intakt landsbystruktur med forte, kirke, gamle vejforløb og stjerneudskiftning frem til ca. 1970, men blev herefter udbygget med parcelhuse og industrikvarter. Landsbykarakteren kan dog fortsat anes med den oprindelige vejstruktur og flere ældre gårde og huse. Mange af de nyere parcelhuse blev samlet i kvarterer i landsbyens udkant, fortrinsvis mod vest og nord. Mod øst finder man 1900-tallets udvidelse af landsbyen i form af nye rækkehuskvarterer. Byen fortsatte med at fungere med kirke, kro og skole samt børneinstitutioner og plejecenter. Keramikfabrikken Eslau flyttede i 2003 sin produktion udenlands.
I 1999 var der 1.277 indbyggere i Sengeløse, og dette tal var i 2007 vokset til 1.373.
