Thời trước Cầu Giấy là một phần của huyện Từ Liêm, phủ Quốc Oai, trấn Sơn Tây. Từ năm 1831 thời nhà Nguyễn thuộc phủ Hoài Đức, tỉnh Hà Nội. Sau khi giải phóng Thủ đô năm 1954 thuộc quận VI. Đến năm 1961, Hà Nội mở rộng địa giới, xóa bỏ các quận, lập ra 4 khu phố nội thành và 4 huyện ngoại thành, từ đó huyện Từ Liêm được lập lại, gồm đất hai quận V và VI, dân cư sống tập trung tại các vùng như: Vùng Kẻ Bưởi (Nghĩa Đô, Nghĩa Tân); Vùng Kẻ Vòng (Dịch Vọng, Mai Dịch); Vùng Kẻ Cót-Giấy (Quan Hoa, Yên Hòa); Vùng Đàn Kính Chủ (Trung Hòa).

Ngày 13 tháng 10 năm 1982, thành lập các thị trấn: Cầu Giấy (trên cơ sở tách ra từ xã Dịch Vọng), Nghĩa Đô (trên cơ sở giải thể xã Nghĩa Đô và tách một phần diện tích xã Cổ Nhuế) thuộc huyện Từ Liêm.

Ngày 17 tháng 9 năm 1990, thành lập thị trấn Mai Dịch thuộc huyện Từ Liêm (trên cơ sở giải thể xã Mai Dịch và điều chỉnh một phần diện tích thị trấn Cầu Diễn).

Ngày 17 tháng 4 năm 1992, thành lập thị trấn Nghĩa Tân trên cơ sở điều chỉnh một phần diện tích và dân số của thị trấn Nghĩa Đô.

Ngày 22 tháng 11 năm 1996, Chính phủ Việt Nam ra Nghị định 74-CP thành lập quận Cầu Giấy trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của 4 thị trấn: Cầu Giấy, Nghĩa Đô, Nghĩa Tân, Mai Dịch và 3 xã: Dịch Vọng, Yên Hòa, Trung Hòa thuộc huyện Từ Liêm. Trong đó, thị trấn Cầu Giấy được đổi tên thành phường Quan Hoa.[1] Khi mới thành lập, quận có 7 phường: Dịch Vọng, Mai Dịch, Nghĩa Đô, Nghĩa Tân, Quan Hoa, Trung Hòa, Yên Hòa.

Ngày 5 tháng 1 năm 2005, điều chỉnh lại địa giới các phường Quan Hoa và Dịch Vọng, đồng thời thành lập phường Dịch Vọng Hậu[3]. Như vậy, quận Cầu Giấy có 8 phường: Dịch Vọng, Dịch Vọng Hậu, Mai Dịch, Nghĩa Đô, Nghĩa Tân, Quan Hoa, Trung Hòa, Yên Hòa.