A l'époque gallo-romaine, le Platier d'Oye n'existait pas. Il y avait un grand delta entre Calais, Dunkerque et Saint-Omer. Ce delta de l'Aa était couvert d'une forêt marécageuse. Au IVème siècle, une transgression marine l'a entièrement détruite. Durant tout le Moyen Age, la mer s'est retirée. Le delta s'est comblé naturellement mais cela a été renforcé avec l'intervention de l'homme. Il a construit tout un réseau de fossés (watergangs) et de digues. A Oye-Plage la digue Valençay et la digue Taaf datent du XVllème siècle. C'est à cette époque qu'au large de cette digue Taaf apparaissent deux bancs sableux.
En 1925, on crée une digue qui empêche la mer de pénétrer derrière ces bancs de sable. Le Platier d'Oye est alors isolé de la mer. Ce site est toujours en évolution. D'une manière générale, la terre gagne progressivement sur la mer.
En 1940, durant la deuxième guerre mondiale, les Allemands construisent le long de la plage le mur de l'Atlantique avec des blockhaus et des murs antichars. On peut encore les apercevoir aujourd'hui dans la réserve. Beaucoup de ces blockhaus sont désormais au milieu de la dune à fourrés, bien loin de la mer, ce qui prouve qu'il y a eu engraissement de la dune.
En 1953, la mer déchaînée envahit le Platier d'Oye. Près d'un mètre d'eau salée a alors recouvert les prairies humides.
En 1970, la construction d'un lotissement de 1000 maisons est prévue sur le site. Seules 150 maisons sont réalisées. C'est le lotissement des Escardines. Il se situe entre la partie Ouest et la partie Est du Platier d'Oye.
En 1979, le Conservatoire du Littoral acquiert 128 hectares. (Cet organisme public créé en 1974 a pour but de racheter des espaces littoraux menacés, pour les maintenir à l'état naturel en préservant les équilibres biologiques).
Des aménagements sont alors réalisés en liaison avec la commune de Oye-Plage. On crée des escaliers pour franchir les dunes, on installe des panneaux d'information, des chemins de promenade.
La chasse est interdite dans le domaine du Conservatoire pour protéger la faune.
Cependant, elle est autorisée sur le domaine public maritime qui comprend les vasières et la plage (environ 200 hectares).
En 1984, une association de guides nature est créée avec pour but de faire découvrir au public la faune et la flore du Platier d'Oye aux quatre saisons (une visite guidée a lieu le premier dimanche du mois à 9h30 sur le parking de l'observatoire).