Avant de construire, Rem Koolhaas s'est distingué par une œuvre théorique originale, devenue culte depuis : New York Délire (Delirious New York), publié en 1978 reconstitue la construction de Manhattan comme une opération cohérente dont il fixe a posteriori le programme. « Journaliste mais aussi scénariste pour le cinéma avant d'être architecte et théoricien de l'architecture », Koolhaas a donné très tôt les preuves de ses dispositions particulières pour l'écriture". À propos de cet ouvrage, il déclare « J'entendais construire en tant qu'écrivain un territoire où je puisse finalement travailler comme architecte. » Au début des années 1980, les propositions architecturales de OMA sont remarquées à l'occasion de nombreux concours. En parallèle, l'agence réalise plusieurs projets atypiques et ambitieux, répondant notamment aux commandes privées : Villa dall'Ava à Saint-Cloud (1991), la maison à Bordeaux (1998, équerre d'argent), ou à plus large échelle, avec les deux îlots d'habitation à Fukuoka au Japon appelés Nexus Housing (1991), ainsi que le Kunsthal de Rotterdam (1992)
En 1994, OMA contribue au projet d'urbanisme Euralille (70 ha) rassemblant, autour de la gare Lille Europe (construite par Jean-Marie Duthilleul), un ensemble de bureaux et de centres sociaux, auxquels Jean Nouvel, Christian de Portzamparc ou Shinohara participent à travers la réalisation de bâtiments individuels.
Suite à la réalisation de nombreux projets en France et aux Pays-Bas durant les années 1990, OMA s'investit dans les problématiques propres à l'urbanisme et aux infrastructures caractéristiques de l'Asie, procédant notamment à d'importantes études urbaines étalées sur une période de dix ans - Hyperbuilding in Bangkok Thailand, Hanoi New Town, Vietnam and Song Do New Town et New Seoul International City en Corée.
L'activité de l'OMA s'est distingué par la construction du New City Center à Almere (Pays-Bas), le Concert Hall de 1850 places à Porto (Portugal, concours de 2004), le Cordoba Convention Center (Espagne), ou encore le Centre pour le Zeche Zollverein à Essen (Allemagne).