З давніх-давен люди селилися по берегах річок, адже кругом були ліси, і річка для них була як доро­га, по якій проходило спілкування з іншими поселеннями чи племе­нами.

Старосілля відносилося до Котельнянської волості Житомирсь­кого повіту. Це село згадується в акті від 20-25 січня 1683 року в списку «пустих сіл», які належали містечкам Паволочі і Котельні.

Була в селі церква Святого Ар­хистратига Михаїла, побудована в 1764 році на місці двох церков, які раніше згоріли, дерев’яна.

В 1863 році тут проживало 956 жителів в 117 дворах. Розташо­вувалось село Старосілля в тих роках в одній верстві від Нової Котельні

Радянська влада в селі встано­вилась в січні 1918 року. Були створені сільревкоми і комнезам. Але соціалістичним перетворен­ням перешкодила громадянська війна. Остаточно радянська влада була встановлена в селі в червні 1920 року. Почалась колективіза­ція, яка проходила в гострій боро­тьбі незаможних, селян і куркулів. Було розкуркулення і висилки в північні райони країни цілих сімей. Але вже в 1930 році в с. Старосіл­ля був організований колгосп «Че­рвоний Жовтень», в склад якого входило 280 селянських госпо­дарств, а членів колгоспу було 510 чоловік. Землі колгосп мав 1515 га, в т.ч. орної землі 1368 га, сіно­косів — 93 га, інших угідь — 57 га. Першим головою колгоспу в пі­слявоєнний період був обраний Черняк Віктор Михайлович.

Пережили люди в селі і голодо­мор 1932-1933 років, були і реп­ресії 1937-1938 років. Під час Вітчизняної війни окупа­нти насильно вивезли до Німеччи­ни на каторжні роботи 64 чолові­ки, в т.ч. 50 дівчат і 14 юнаків. Се­ред них: Музичук Ніна Андріївна, Войтко Ганна Микарівна, Іванченко Настя Йосипівна, Ткачук Ніна Хомівна, Бондар Ніна Трифонівна, Шелест Ганна Антонівна, За-їць Люба Григорівна, Хоменко Володимир Олексійович, Коваль­чук Антоніна Прокопівна, Канарська Павла та інші. Звільнене село від окупантів було 29 грудня 1943 року. Важкою була весна 1944 року. В колгоспі не вистачало тяглової сили, реманенту. Роботи в основ­ному виконували жінки та підлітки, використовували для польових ро­біт своїх корів. Поступово життя в селі відроджу­валось. Повернулися з фронту чо­ловіки і включились в роботу. Великих збитків нанесли окупан­ти селу і господарству, що виража­ється в таких сумах (в цінах 1944 року): — колгоспу нанесено збитків на суму 15825586 крб.; — селу — 3129339 крб. В 1959 році колгосп «Червоний Жовтень» села Старосілля і кол­госп «Більшовик» села Стара Ко­тельня об’єдналися під загаль­ною назвою «Більшовик». Надалі село Старосілля розви­валося в складі цього колгоспу, В 2001 році в селі проживало 407 жителів, в т.ч. 176 чоловіків і 231 жінка.

З 2021 р. С. Старосілля увійшло до складу Волицької громади.

На території села працює фермерське господарство, яке вирощує еко продукцію (зернові) ТОВ "Жива Нива", є магазини та пункт видачі відправлень Нової Почти.