Phường An Hòa có lịch sử hình thành rất lâu đời, xưa kia là trung tâm của làng cổ Bến Gỗ - một vùng đất được khai phá sớm nhất của vùng đất Biên Hòa – Đồng Nai. Người dân bản địa và vùng lân cận đến nay vẫn còn gọi chung phường An Hòa là Bến Gỗ do quen miệng từ lúc xưa. Nói nôm na, nhắc đến phường An Hòa coi như nói đến làng cổ Bến Gỗ và ngược lại.

Dưới thời nhà Nguyễn, An Hòa là một thôn thuộc tổng Long Vĩnh Thượng, huyện Long Thành, phủ Phước Long, trấn Biên Hòa. Năm 1837, hai huyện Phước An và Long Thành được tách ra khỏi phủ Phước Long để thành lập phủ Phước Tuy.

Dưới thời Pháp thuộc, Long Thành là một quận thuộc tỉnh Biên Hòa, làng An Hòa thuộc tổng Long Vĩnh Thượng, quận Long Thành.

Đến thời Việt Nam Cộng hòa, tổng Long Vĩnh Thượng được sáp nhập vào quận Châu Thành (năm 1963 đổi thành quận Đức Tu). Lúc này, xã An Hòa Hưng được chính quyền Sài Gòn thành lập, bao gồm cả địa bàn xã Long Hưng ngày nay.

Sau năm 1975, An Hòa là một xã thuộc huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai.

Ngày 12 tháng 2 năm 1987, Hội đồng Bộ trưởng ban hành Quyết định 16-HĐBT[3]. Theo đó, sáp nhập hai xã An Hòa và Long Hưng thành xã Hòa Hưng.

Tuy nhiên, đến năm 1994, xã Hòa Hưng được chia lại thành hai xã An Hòa và Long Hưng như cũ.

Ngày 5 tháng 2 năm 2010, Chính phủ ban hành Nghị quyết số 05/NQ-CP[4]. Theo đó, chuyển xã An Hòa về thành phố Biên Hòa quản lý.

Ngày 10 tháng 5 năm 2019, Ủy ban Thường vụ Quốc hội ban hành Nghị quyết số 694/NQ-UBTVQH14[1]. Theo đó, thành lập phường An Hòa trên cơ sở toàn bộ 9,21 km² diện tích tự nhiên và 22.925 người của xã An Hòa.