In de loop van de 11e en 12e eeuw ontwikkelt zich in Groot-Bijgaarden een feodale organisatie met domeinbeheer, cijnzen en lokale rechtspraak. Hoewel de stichting van een afzonderlijke heerlijkheid niet expliciet gedocumenteerd is, wijzen latere bronnen op het bestaan van een gevestigde heerlijkheidsstructuur die het dorpsleven structureert.

Eerste schriftelijke vermelding van Groot-Bijgaarden (Bigardis), in kerkelijke documenten, vermoedelijk verbonden aan abdijbezit. De naam kan al eerder mondeling in gebruik zijn geweest, maar is vanaf deze periode aantoonbaar in schriftelijke contexten. In middeleeuwse bronnen komen varianten voor zoals Bigardis, Bigardingen, Bigart en Bigardum.

In de eerste helft van de 12e eeuw wordt in Groot-Bijgaarden een stenen kerk gebouwd, vermoedelijk ter vervanging van een oudere houten kerk. De Sint-Egidiuskerk vormt het centrum van het dorp en de parochie en speelt een sleutelrol in het religieuze en sociale leven van de gemeenschap. De parochie van Groot-Bijgaarden ontstond in de 12e eeuw uit delen van de parochies van Anderlecht, Zellik en Bekkerzeel. Dit op initiatief van de heren van Bijgaarden en de Sint-Wivina-abdij.

Het klooster van Groot-Bijgaarden ontstaat in de 12e eeuw en staat in relatie tot de benedictijnenabdij van Affligem. Het ontving gronden en rechten in het grensgebied van Groot-Bijgaarden, Dilbeek, Sint-Martens-Bodegem en Sint-Ulrik-Kapelle, mede dankzij schenkingen door wereldlijke machthebbers, waaronder de hertogen van Brabant.

In de 12e eeuw wordt in Groot-Bijgaarden een versterkt domein aangelegd, waarschijnlijk in de vorm van een waterburcht. Deze constructie vormt de kern van het latere kasteel van Groot-Bijgaarden en fungeert als machts- en bestuurscentrum binnen de lokale heerlijkheidsstructuur. De eerste burcht werd vermoedelijk in opdracht van Arnulfus III de Bigardis gebouwd in de tweede helft van de 12de eeuw.

Tijdens de 14e eeuw wordt het dorpsleven in Groot-Bijgaarden, net als elders in de regio, geconfronteerd met demografische en economische crisissen. Pestepidemieën en misoogsten leiden vermoedelijk tot een tijdelijke terugval van de bevolking en een verzwakking van de landbouwproductie.

In de loop van de 15e eeuw stabiliseert het dorpsleven zich opnieuw. De landbouw herneemt en kerk, klooster en heerlijkheid versterken hun positie. Groot-Bijgaarden ontwikkelt zich verder als een agrarische nederzetting met een herkenbare dorpskern.

In de tweede helft van de 16e eeuw ondervindt Groot-Bijgaarden de gevolgen van de godsdiensttwisten en de Tachtigjarige Oorlog. Kerkelijk leven en lokale economie komen onder druk te staan door religieuze spanningen, troepenbewegingen en algemene onzekerheid.

Na de woelige 16e eeuw volgt in Groot-Bijgaarden een periode van herstel. Kerk en klooster nemen opnieuw een centrale plaats in het dorpsleven in, terwijl de landbouw zich geleidelijk herstelt en stabiliseert. Tijdens de godsdiensttwisten werd de kerk verwoest en omstreeks 1600 werd hij herbouwd.

Tijdens de 17e en 18e eeuw functioneert Groot-Bijgaarden als een landelijke dorpsgemeenschap binnen het Ancien Régime. Landbouw vormt de economische basis, terwijl het kasteel, de kerk en het klooster bepalend blijven voor de ruimtelijke en sociale structuur van het dorp. Van 1771-1778 werd een nieuwe kerk opgetrokken in classicistische stijl, naar ontwerp van Bernard Thibout. Hierbij bleef de laatgotische toren van 1600 behouden.

Vanaf de vroegmoderne periode wordt in administratieve en kerkelijke contexten steeds vaker een onderscheid gemaakt tussen Bijgaarden, Groot-Bijgaarden en Klein-Bijgaarden. Het gebruik van de naam “Groot-Bijgaarden” lijkt geleidelijk te ontstaan om het dorp te onderscheiden van nabijgelegen nederzettingen met een gelijkaardige naam. Een exact moment van naamsverandering is niet eenduidig gedocumenteerd en moet als een proces worden beschouwd.

Tijdens de Franse periode wordt het feodale stelsel afgeschaft en wordt Groot-Bijgaarden ingericht als een administratieve gemeente. Met de invoering van de burgerlijke stand in 1796 worden geboorten, huwelijken en overlijdens voortaan systematisch en seculier geregistreerd.

In de 19e eeuw blijft Groot-Bijgaarden hoofdzakelijk een landbouwdorp, maar de infrastructuur verbetert en de verbondenheid met Brussel neemt toe. De bevolking groeit langzaam en het verenigingsleven komt tot ontwikkeling.

Tijdens de Eerste Wereldoorlog is Groot-Bijgaarden bezet. De bevolking wordt geconfronteerd met schaarste, opeisingen en het verlies van dorpsgenoten die aan het front omkomen.

Ook tijdens de Tweede Wereldoorlog is Groot-Bijgaarden bezet. De oorlog laat sporen na in het dagelijkse leven van de inwoners, tot de bevrijding in het najaar van 1944.

Op 20 februari 1945 werd de kerk zwaar beschadigd door een Duitse V-bom, waarbij het interieur vrijwel geheel verloren ging. Plannen om de kerk te vervangen door een nieuw kerkgebouw gingen niet door omdat de kerk als monument werd beschermd bij besluit van 5 november 1946. Van 1947-1949 werd de kerk hersteld.

Op 1 januari 1977 verliest Groot-Bijgaarden zijn zelfstandige gemeentestatus en wordt het een deelgemeente van Dilbeek. Deze fusie vormt een belangrijke bestuurlijke breuklijn in de lokale geschiedenis.