Comme les bois voisins du Laerbeek et de Dieleghem, le Poelbos (qui ne portait pas encore cette appellation à l’époque) était au Moyen-Âge, un site d’extraction de la pierre. En effet, ayant besoin d’agrandir les bâtiments de leur abbaye, les moines de Dieleghem avaient ouvert au 14e siècle plusieurs carrières dans les terrains regorgeant de grès calcaire qui leur appartenaient aux alentours.

L’exploitation se poursuivit au-delà des besoins ponctuels de l’abbaye puisque cette dernière en fit une source de revenus, livrant ces pierres pour divers édifices religieux bruxellois, voire même malinois.

La carrière fut abandonnée dans le courant du 17e siècle à cause de problèmes récurrents d’inondations. Les moines boisèrent l’endroit pour en tirer malgré tout quelque profit. Ils y plantèrent des hêtres et des chênes, tandis que les peupliers et les frênes s’ajoutèrent naturellement par la suite.

Ainsi l’ancienne carrière devint-elle le « Poelbos », littéralement le « bois des carrières ».

Après le démantèlement des biens de l’abbaye, le bois passa de main en main. Les textes nous apprennent qu’en 1889, ce fut l’avocat jettois Edmond Tricher qui l’acheta. Il y fit construire un château en bordure de l’avenue du Laerbeek et fit sans doute aménager aux alentours, un parc romantique.

La seconde guerre mondiale fut fatale aux vieux hêtres du bois : l’occupant abattit la plupart d’entre eux pour en faire des crosses de fusils !

La commune de Jette devint propriétaire des lieux en 1964. Le château connut divers usages (centre de « cure de jour » pour les enfants des écoles, location de salles, cercle de jeunesse) avant d’être démoli en 1973 en raison de son délabrement avancé.

En 1977, la commune intègre le Poelbos dans son grand projet de parc régional : pour protéger ce qui constituait à l’époque une des dernières enclaves du paysage brabançon, elle propose de relier entre eux les trois massifs forestiers jettois (les bois du Laerbeek, du Poelbos et de Dieleghem), et les espaces verts voisins. Ce vaste ensemble de près de 110 hectares deviendra le parc Roi Baudouin.

Grâce à la CEBO (Commission de l’Environnement de Bruxelles Ouest), le vallon du Poelbos où se trouvait autrefois la carrière, devint la même année, réserve naturelle éducative. Cette partie acquit le statut de réserve naturelle domaniale en 1989. Titre qui fut étendu à l’ensemble du bois (déjà classé comme site depuis 1976) en 1998.