Метрогородок — крупнейший по площади район Москвы без учёта районов Новой Москвы. Территория нынешнего Метрогородка долгое время была покрыта густыми лесами. И сейчас более 90 % от всей территории района занимает национальный парк Лосиный Остров. До начала прошлого столетия на месте современного района, кроме Лосино-Погонного леса, реки Сосенки с притоками да нескольких деревянных домиков, ничего не было. Некогда здесь существовали две небольшие деревушки — Александриха и Пантелеиха, но уже в XIX веке на их месте были пустоши. В конце XIX века эти места стали дачными и на картах назывались «Лосиностровские дачи».

Застройка района началась в 1908 году после открытия Московской окружной железной дороги. Самой старой считается улица Лосиноостровская, появившаяся в 1928 году. Московское метро родилось в ноябре 1931 года, а в сентябре того же года был создан «Метрострой». Сначала предполагалось строить метро силами заключённых, но вскоре на стройку пришли добровольцы. На сооружение Сокольнической линии записывалась молодёжь с заводов «Электрозавод», «Красный богатырь», «Компрессор». На Метрострой шли девушки-ткачихи, прядильщицы, машинистки — все осваивали строительные профессии.

На стройку прибыли шахтёры Донбасса, тоннельщики из Грузии, плотники, бетонщики, землекопы. В начале 1932 года для них начали строить жильё — первые барачные посёлки. Так появился «Метрогородок» — посёлок Метростроя, выросший в Лоси, в нескольких километрах от Москвы. К маю 1934 года на строительстве метро было занято уже 75 тысяч человек. Работы велись вручную, без механизации, но с энтузиазмом. К началу 1935 года строительство первой линии метро было в основном завершено, и 15 мая открылись первые 13 станций.

Территория получила официальное название Метрогородок в 1939 году. В 1940-х здесь построили автомобильную дорогу и трамвайно-автомобильный мост через пути окружной железной дороги. На месте бараков появились двух- и трёхэтажные дома с водопроводом и канализацией. Большинство квартир получали работники «Метростроя» и автобазы. В 1950-е годы началась активная жилая застройка, сюда переехал завод железобетонных изделий. В 1960–1970-е годы современный облик приобрело Открытое шоссе — главная транспортная магистраль района. В 2018 году завершено строительство участка Северо-Восточной хорды — от Косинской эстакады на МКАД до Открытого шоссе.