Этот район получил своё название от старинного одноимённого села, лежавшего на высоком правом берегу Москвы-реки, при впадении в неё речки Меленки. Что означает название села, в точности не известно. По мнению некоторых лингвистов, оно происходит от характерной особенности этой местности, изрезанной оврагами и носящей название Крылатские высоты, Крылатские холмы. Местность настолько овражистая, что от одного оврага как крылья отходят другие. Можно лишь предположить, что село было сначала основано на одном из таких холмов с ответвляющимися от него оврагами в виде крыльев, что и дало ему такое название. Известна и другая версия. В старину село иногда именовалось Крылецким, и это имя иногда производят от слова «крыльцо», связывая его с местоположением села при въезде в город.
В документах Крылатское впервые упоминается в 1417 г., во второй духовной грамоте великого московского князя Василия Дмитриевича, согласно которой он отдавал его своей княгине: «А из сёл из московских даю своей княгине… Крилатское село, что было за татаром, а княгини моя дастъ с того села чернице Софье 50 рублевъ долгу её». Здесь наше внимание привлекает то, что в комплекс владений Крылатского входила близлежащая деревня Татарово. Существует мнение, что она была названа по некоему «татару». Предполагается, что это мог быть какой-то татарский мурза, отъехавший из Орды на службу в Москву, и Крылатское, вероятно, было дано ему в кормление. Действительно, под 1403 г. московская летопись упоминает некоего Микулу Татарина, которого оклеветал ордынский посол царевич Ентяк. К сожалению, его дальнейшая судьба нам не известна, но можно полагать, что Микула Татарии был по ложному навету казиен. Впрочем, в литературе было высказано мнение, что «татаром» мог называться луг — от тюркского «татар», означающего «открытое, покрытое травой место».
Исторической особенностью Крылатского было то, что село на протяжении нескольких столетий постоянно находилось в числе государевых вотчин. Особенно любимо было оно царём Иваном IV, который, возвращаясь по дороге из Волоколамска или Можайска, всегда останавливался в Крылатском. В летописях сохранилось немало упоминаний о пребывании здесь Ивана IV. Осенью 1554 г. на обратном пути из объезда Клина, Волоколамска и Можайска царь заехал в Крылатское по случаю освящения в нём церкви Рождества Богородицы. Через девять лет младший сын царя Фёдор встречал здесь отца, возвращавшегося с победой из литовского похода. 20 марта 1563 г. в селе был устроен большой пир по случаю удачного его завершения и взятия Полоцка. Летописец рассказывает, что на следующий день, когда государь со свитой выехал уже в Москву и проезжал Крылатским нолем, к нему подскакал гонец с известием о рождении у царя сына Василия, который, правда, через некоторое время умер. При Иване IV село называлось Крылецким и по духовной грамоте царя было отказано второму сыну царевичу Фёдору, ставшему позднее царем.
На рубеже XVI-XVII вв. Крылатское переходит к Романовым. Село числилось во владении инокини Марфы Ивановны. Она была матерью Михаила Фёдоровича, первого царя из этой династии, и таким образом село с 1613 г. вновь стало государевым. Окрестности села неоднократно становились местами царской охоты. Так, в январе 1647 г. под Крылатским «сочили» медведя ловчие охотники Осип и Любим Молчановы. По переписи 1646 г., в Крылатском числилось 18 крестьянских дворов, где жили 24 человека.
Судя по описанию 1680 г., в Крылатском стояла ветхая деревянная церковь Рождества Богородицы, построенная ещё при Иване Грозном. В начале XVIII в. она сгорела и взамен её в 1714 г. была построена новая деревянная. Об освящении этой церкви в делах Патриаршего приказа записано: «в сентябре 1714 года выдан указ по челобитью рожественского попа Ивана Кирилова, велено в том селе Крылатском освятить церковь во имя Рождества Богородицы большого Успенского собора протопопу Фёдору с братьею прежним антиминсом». Спустя три года к церкви был пристроен придел во имя Николая Чудотворца. Существующая же ныне церковь Рождества Богородицы, которая стоит на холме в Крылатском, сооружена в конце XIX в. По данным 1852 г., село значилось в Дворцовом ведомстве и в его 63 дворах проживали 239 мужчин и 260 женщин. К1868 г. здесь вновь возвели Рождественскую церковь, в приход которой кроме села Крылатского входили соседние деревни Татарово, Мневники и Терехово. В советское время храм был закрыт, и только в 1989 г. его возвратили верующим.
Село располагалось весьма живописно. С одной стороны по заливным лугам петляло русло реки, с другой росли вечнозеленые сосны и золотились берёзовые рощи. Поэтому в конце XIX в. Крылатское становится дачным местом. В 1913 г. здесь снимала дачу семья известного архитектора Ф.О. Шехтеля. В парке близ села собирались в начале XX в. члены Суриковского литературно-музыкального кружка. Под вековым дубом Сергей Есенин впервые публично читал свои стихи. Сохранились воспоминания, что и Владимир Маяковский часто бывал в Крылатском, переплывал Москву-реку и устраивал состязания по плаванию среди своих друзей.
В 1912 г. в Крылатском построил студию со стеклянным павильоном один из первых русских кинодеятелей А.А. Ханжонков. Здесь снимался фильм «Оборона Севастополя».
Вошло Крылатское и в историю революционного движения. 20 июля 1914 г. (по старому стилю), на другой день после начала Первой мировой войны здесь состоялось совещание Московского комитета большевиков, на котором присутствовало около 20 представителей партийных групп, обсуждавших отношение к войне. Собравшиеся решили издать листовку, главным лозунгом которой был призыв «Война — войне!», говорилось о свержении самодержавия и установлении демократической республики.
После революции 1917 г. земли села были поделены между крестьянами, а в конце 1920-х годов в Крылатском организуется колхоз, в основном занимавшийся животноводством. В 1950-х годах близ села строится крупная птицефабрика мощностью до 150 млн. яиц в год. В 1960 г. село вошло в черту столицы и позднее становится районом массового жилищного строительства. Птицефабрика была выведена на 36-й километр Минского шоссе, а в 1973 г. в районе Крылатского начинает строиться Олимпийский спортивный комплекс. В Татаровской пойме был построен Гребной канал, а рядом в 1979 г. крытый велотрек.
