История Нагорного района напрямую связана с селом Котлы, которое затем разделилось на два села: Верхние Котлы и Нижние Котлы. По одной из версий, котлами в старину славяне называли овраги округлой формы. Территория Верхних Котлов сейчас относится большей частью к району Котловка, а Нижние Котлы – к нагорному району.
Это была небольшая деревня, в которой в 17 веке насчитывалось всего 12 дворов, а в 1811 году проживало 17 семей. Нижние Котлы в 1797 году числились в составе Коломенского приказа Цельного ведомства.
В 1775 году для торжественной встречи армии фельдмаршала П.А. Румянцева после заключения Кючук-Кайнарджийского мира с Турцией по ходу Серпуховской дороги были сооружены победные арки в честь победителей. Одна из этих арок находилась вблизи Нижних Котлов.
В середине 19 столетия в селе было уже 32 двора, в них проживало 262 жителя (127 мужчин и 135 женщин). После отмены крепостного права жители Нижних Котлов должны были на протяжении многих лет выплачивать по 3 рубля 68 копеек с каждой ревизской души за земельный надел. Большую часть доходов составляли заработки от извоза, но после строительства Курской железной дороги этот вид работ стал приходить в упадок. Теперь крестьяне должны были искать новый источник заработка, и им стал дачный промысел.
В числе тех, кто снимал дачи в Нижних Котлах, были и знаменитости. Последние годы своей жизни здесь прожил художник В.В. Верещагин. Он решил поселиться в Москве для выполнения цикла полотен на тему Отечественной войты 1812 года. Для этой цели Верещагин приобрел в долгосрочную аренду у Цельного ведомства 2,5 десятины земли. Участок располагался в полутора километрах от Нижних Котлов по Нагатинскому шоссе.
На высоком холме художник построил усадьбы. В ней имелся главный дом с пристроенной к нему кухней. Это было здание в два этажа, которое делилось на жилую половину и зимнюю мастерскую. Также имелся одноэтажный флигель с конюшней, каретником и коровником. Для служащих был построен отдельный домик с баней. Все постройки были из корабельных сосен и стояли на каменных фундаментах. Имение окружал высокий забор. Усадьба находилась довольно далеко от Москвы, поэтому для собственных нужд приходилось многие продукты выращивать на месте.
Из этого имения Верещагин отправился на Дальний Восток, а впоследствии принял участие в военных действиях и погиб при взрыве броненосца Петропавловск в Порт-Артуре. Сын Верещагина, унаследовавший имение, не смог содержать такое обширное хозяйство. Постройки он продал на слом фабриканту К. Веберу, а сама усадьба оказалась заброшенной.
Но дачи в этой местности существовали недолго. В конце 19-начале 20 века активно разрастающийся город стал теснить пригородные села. Жителям пригородов было выгоднее продать свои участки под строительство промышленных объектов, чем заниматься сельским хозяйством. Так, в это время в районе Нижних Котлов были построены: кирпичный завод Торгового дома Помеловых (1898), лакокрасильные фабрики М. Залеткиной (1903) и И. Гвоздева (1907), кожевенно-сыромятная фабрика Зайцева и хлопкоотбельная фабрика К. Вебера. На основе последней позднее была открыта химико-фармацевтическая фабрика «Товарищества В.К. Феррейн. В результате образовалась большая промышленная зона, рядом с которой располагалась, населенная фабричным людом, Нижнекотловская слобода.
На рубеже 19 и 20 веков здешние места стали пользоваться нехорошей славой. Несмотря на то, что Москва располагалась близко, территория была неподведомственна московской полиции. Освещение в вечернее время отсутствовало. При разработке гравия для подсыпки Серпуховского шоссе образовалось множество пещер, в которых можно было легко укрыться. Все эти условия, а также обилие трактиров способствовали скоплению в этой местности представителей криминального мира, которые укрывались от своих темных дел в Москве, а также часто грабили одиноких странников. В 1906 году Нижние Котлы, которые числились в Московском уезде, частично перешли в ведение московской полиции. В 1930-х годах Нижние Котлы вошли в черту города.
В 1937-1939 годах рядом с деревней Волхонка был построен рабочий поселок автозавода имени Лихачева. В послевоенные годы здесь было возведено несколько общественных зданий в 4, 5 и 8 этажей. Проект застройки микрорайона Волхонка-ЗиЛ предусматривал создание небольшого самостоятельного города. Однако в 1958 году проект упростили и застроили стандартными пятиэтажными домами.
На территории современного Нагорного района действует несколько учреждений здравоохранения, в числе которых и Кардиологический центр, гордость района. После того, как окрестности центра благоустроили, он стал одним из самых красивых мест района. Среди спортивных объектов особо известен Центр всесезонных видов спорта (ЦВВС) Московские. Для тех, кто любит экстремальный отдых, здесь предусмотрены трассы для горных велосипедистов и любителей роликовых коньков. Горнолыжный спуск оборудован подъемниками. Транспортная инфраструктура района представлена разветвленной сетью трамвайных, троллейбусных и автобусных маршрутов. Также на территории района имеются три станции метрополитена: Варшавская, Нагорная, Нагатинская.