O'Neil está desempregado desde que foi demitido do Wolves em dezembro de 2024 e o inglês de 42 anos será o responsável pelo jogo de sábado da Taça de França, fora de casa, em Avranches.
"Estou orgulhoso por me juntar a este clube incrível e mal posso esperar para começar. O Racing tem uma história única, uma paixão extraordinária, uma grande resiliência e, claro, adeptos leais que querem ver esta equipa jogar um futebol bonito e ter sucesso", disse O'Neil num comunicado.
"Temos um grupo de jogadores de alta qualidade e objectivos claros e ambiciosos para esta época. A minha prioridade é trabalhar arduamente com a equipa e dar tudo por tudo para o sucesso do clube", completou.
Rosenior foi anunciado como novo treinador do Chelsea na terça-feira, fazendo a mudança do Estrasburgo para a equipa da Premier League, que fazem ambos parte da mesma estrutura de propriedade de vários clubes.
O clube francês foi adquirido pelo consórcio BlueCo em 2023 e levou Rosenior para Londres para substituir Enzo Maresca.
O Estrasburgo está em sétimo lugar na classificação da Ligue 1, com 24 pontos, depois de uma série de cinco jogos sem vencer.