Phường Thanh Xuân Bắc được thành lập vào ngày 13 tháng 10 năm 1982 trên cơ sở tách 116 ha diện tích tự nhiên của 3 thôn, gồm thôn Phùng Khoang thuộc xã Trung Văn, thôn Cự Chính thuộc xã Nhân Chính (huyện Từ Liêm) và thôn Triều Khúc thuộc xã Tân Triều (huyện Thanh Trì)[1]. Khi mới thành lập, phường trực thuộc quận Đống Đa.

Ngày 22 tháng 11 năm 1996, phường Thanh Xuân Bắc chuyển sang trực thuộc quận Thanh Xuân mới thành lập. Đồng thời, một phần diện tích và dân số của phường Thanh Xuân Bắc được tách ra để thành lập phường Thanh Xuân Nam.[3]