Bắc Bộ Việt Nam là nơi ghi dấu ấn lịch sử xưa nhất của dân tộc Việt Nam. Có Đền thờ các vua Hùng ở tỉnh Phú Thọ, thành Cổ Loa của An Dương Vương ở Đông Anh, Hà Nội... Vào thời kỳ Bắc thuộc, nơi này được mang các tên như quận Giao Chỉ, rồi Giao Châu.

Thời Trịnh - Nguyễn phân tranh, đây là vùng đất Đàng Ngoài do Chúa Trịnh kiểm soát, kéo dài cho tới sông Gianh, đèo Ngang. Đàng Ngoài còn được gọi là Bắc Hà vì nằm phía bắc sông Gianh, còn Đàng Trong, còn gọi là Nam Hà, do Chúa Nguyễn kiểm soát.

Bắc Kỳ (chữ Hán: 北圻) là tên gọi do vua Minh Mạng đặt ra năm 1834 để chỉ phần đất từ Ninh Bình trở ra phía bắc của Việt Nam.

Ngày 25 tháng 8 năm 1883, nhà Nguyễn ký Hòa ước Quý Mùi, 1883 đầu hàng thực dân Pháp. Theo Hiệp ước này, khu vực từ đèo Ngang trở ra bắc gọi là Tonkin (Bắc Kỳ). Cũng theo đó Bắc Kỳ được tính từ địa giới phía nam tỉnh Ninh Bình trở ra.

Ngày 20 tháng 3 năm 1945, Thống sứ Nhật đã đổi tên Bắc Kỳ thành Bắc Bộ.[cần dẫn nguồn]

Ngày 27 tháng 4 năm 1945, Bảo Đại ra đạo dụ số 11 cử Phan Kế Toại làm Khâm sai đại thần Bắc Bộ. Phủ Thống sứ Bắc Kỳ cũ cũng được đổi thành Phủ Khâm sai Bắc Bộ.

Ngày 20 tháng 8 năm 1945, Việt Minh thành lập Ủy ban Nhân dân cách mạng Bắc Bộ nhằm giành chính quyền về tay mình.

Sau Cách mạng tháng 8 năm 1945, Bắc Bộ là một cấp hành chính chỉ trong một thời gian không dài.

Năm 1949, khi chính quyền Quốc gia Việt Nam thành lập, Quốc trưởng Bảo Đại đã lập dinh Thủ hiến Bắc phần để thay mặt Quốc trưởng cai trị miền Bắc. Đến sau 1954, khi chính quyền Việt Nam Dân chủ Cộng hòa tiếp quản miền Bắc Việt Nam, dinh Thủ hiến Bắc phần bị bãi bỏ.

Tên Hán Việt của Hà Nội (trung tâm Bắc Kỳ lúc bấy giờ), được người phương Tây biết đến khi đến Việt Nam lần đầu vào thời nhà Lê là Đông Kinh (東京). Tên gọi này được người Pháp đọc thành Tonkin, Tonquin hoặc Tongkin, Tongking. Ban đầu người Pháp cũng dùng tên gọi này để chỉ cho toàn bộ khu vực Đàng Ngoài (thời Trịnh - Nguyễn phân tranh), là vùng đất phía bắc nhất của Việt Nam. Các học giả phương Tây thế kỷ 17 thường gọi vùng Đàng Ngoài là "royaume de Tonquin/Tonkin" (vương quốc Đàng Ngoài).

Vịnh Bắc Bộ hiện nay cũng được gọi là "Gulf of Tonkin/Tongking" hoặc "Tonkin Gulf" trong tiếng Anh và "Golfe du Tonkin" trong tiếng Pháp.