W 1925 roku utworzono w Osieku parafię pw. św. Józefa. Dopiero po upływie 11 lat ukończono budowę świątyni, w 1942 roku zamienionej przez hitlerowców na magazyn broni. Niemcy przejęli wieś już w pierwszym dniu drugiej wojny światowej i przemianowali ją na Netzthal (tak brzmiała nazwa miejscowości pod pruskim zaborem w latach 1875–1920). 22 stycznia 1945 roku oddział radziecki, liczący 28 osób, dotarł do Osieka i został zaatakowany przez niemieckich żołnierzy. Mimo rozpaczliwej obrony Rosjan hitlerowcy zwyciężyli. 26 stycznia 1945 roku do Osieka wkroczyły wojska radzieckie. Po wojnie zmienił się charakter wsi – z rolniczego na przemysłowy. W latach 1975–1998 Osiek należał do województwa pilskiego. W 1994 roku odsłonięto obelisk ku czci czterech żołnierzy poległych nad Notecią w 1919 rokuWiadomości z miast i gmin, w: Kronika Wielkopolski, nr 1/1994, s. 194, ISSN 0137-3102.
W latach 1954–1972 wieś była siedzibą gromady Osiek nad Notecią.
Osiedla Osieka nad Notecią Pracz – wschodnia część wsi. Do kwietnia 1935 roku stanowiła odrębną miejscowość. Tokio – osiedle domków jednorodzinnych. Miejsce rozegrania w 1964 roku Igrzysk Olimpijskich Sportowców Wiejskich. Ceramiczne Leśne Berlinek – osiedle domków jednorodzinnych.