Im Mittelalter gehörte ein großer Teil Oberösterreichs lange Zeit zum Herzogtum Steiermark. König Ottokar Přemysl von Böhmen trennte den zur Steiermark gehörenden Traungau 1254 im Frieden von Ofen und 1261 im Frieden von Wien von dieser ab und gestaltete das Land zum Fürstenthum ob der Enns aus. Julius Strnadt bezeichnet mit historischer Wahrscheinlichkeit das Jahr 1260 als Geburtsjahr des Landes ob der Enns. Im Jahre 1264 wurde der Name supra anasum (‚Ob(erhalb) der Enns‘) erstmals urkundlich erwähnt, und Konrad von Sumerau wird in einer Urkunde als Landrichter der Provinz Oberösterreich bezeichnet, obwohl die Bezeichnung Austria superior („Oberösterreich“) zu diesem Zeitpunkt noch für Tirol und Vorderösterreich galt.
Nach 1490 erlangte das Gebiet als Teilfürstentum Österreich ob der Enns eine gewisse Selbstständigkeit im Heiligen Römischen Reich und die Stände hielten eigene Landtage in Linz ab. Neben Herren, Rittern und Prälaten spielten dabei auch die landesfürstlichen Städte eine wichtige Rolle. Ab 1520 öffnete sich das Land der Reformation, 30 Jahre später waren die Oberösterreicher mehrheitlich evangelisch. Bei der Habsburgischen Länderteilung von 1564 fiel Oberösterreich zusammen mit Niederösterreich und den böhmischen Ländern an den römisch-deutschen Kaiser Maximilian II. Nach 1600 setzte unter Kaiser Rudolf II. und seinem Nachfolger Matthias die Gegenreformation ein. Deshalb gingen die Stände in Oberösterreich 1619 ein Bündnis mit den böhmischen Ländern ein. Im Auftrag Kaiser Ferdinands II. bekämpften und besiegten die Truppen des baierischen Kurfürsten Maximilian I. 1620 die Aufständischen. Für einige Jahre kam das Fürstentum unter die Herrschaft des Kurfürsten. Der evangelische Adel bekam die Wahl, zu konvertieren oder das Land zu verlassen.
1779 kam im Frieden von Teschen das vorher zum Herzogtum Baiern gehörende Innviertel zu Oberösterreich. Während der Napoléonischen Kriege wurde Oberösterreich mehrfach von französischen Truppen besetzt. Die Landeshauptstadt Linz verwaltete von 1814 bis 1854 auch das Salzburger Land. 1918, nach dem Ersten Weltkrieg und dem Untergang des Vielvölkerstaates Österreich-Ungarn, wurde von der neuen Republik Deutschösterreich "Oberösterreich" als offizieller Name der Region festgelegt.
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