La Maison O’Neill est située sur la rive droite de la rivière Saint-Charles, en retrait du boulevard Wilfrid-Hamel, dans le quartier de Duberger-Les Saules. Elle se trouve sur le territoire de l’ancienne seigneurie de Sillery, concédée par le jeune roi Louis XIV aux Hurons au milieu du 17e siècle et ouverte à la colonisation peu de temps après. La propriété où la maison s’élève aujourd’hui est concédée à partir des années 1670. À la fin du 17e siècle, elle appartient à la famille Dion. Pendant presque 150 ans, cinq générations de cette famille resteront sur ces terres et y établiront une des plus importantes manufactures de céramique en opération de 1850 à 1915.
Au milieu du 19e siècle, Québec voit arriver plusieurs vagues d’immigrants irlandais. Fuyant les difficultés économiques et la famine, ils quittent leur pays pour le Canada et les États-Unis à la recherche d’une meilleure vie. Parmi eux, John O’Neill et sa famille. En 1863, son fils Thomas se porte acquéreur d’un vaste domaine sur le chemin de la Petite-Rivière (le boulevard Wilfrid-Hamel), où il y a déjà une maison, une grange et une étable. Il fait bâtir une nouvelle maison vers le milieu des années 1860. Quatre générations de O’Neill y résideront jusqu’en 1991. Agriculteurs, ils pratiquent la culture maraîchère, puis, dans la première moitié du 20e siècle, ils font aussi le dressage de chevaux sauvages provenant des plaines de l’Ouest.