Свое название район получил от небольшой подмосковной деревушки Внуково. Сама же деревушка получила свое имя в XVI веке от своих первых владельцев. На рубеже XV-XVI веков московские князья завершают объединение русских земель. В 1514 году великий князь Василий III в результате войны с Великим княжеством Литовским сумел присоединить к московским владениям старинный русский город Смоленск. И с того времени на службу в российскую столицу переходят потомки смоленских князей.
Главный этап в истории этих мест начался в 1930-е годы и связан он с бурным развитием авиации. В это время главный московский аэропорт находился на Ходынском поле. Но для дальнейшего развития он был мало пригоден - аэродром был буквально зажат жилыми кварталами, шум от самолетов мешал населению. Поэтому поблизости от Москвы решено было построить новый, место для которого выбрали в районе Внукова. При этом учитывалось несколько факторов: близость к железной дороге, самая высокая в окрестностях столицы точка над уровнем моря (204 м), отсутствие оврагов. Строительство началось в 1938-1939 гг. силами нескольких тысяч рабочих (в том числе свыше 5 тыс. заключённых), одновременно был возведен посёлок для работников аэродрома и лётчиков. Первая очередь аэродрома вступила в строй в 1941 г. В первые дни Великой Отечественной войны, в последних числах июня, сюда перебазировался с Ходынки Центральный аэропорт, который стал именоваться Московским центральным аэропортом Внуково.
В годы войны здесь дислоцировались Московская авиагруппа особого назначения, полк истребительной авиации, десантные подразделения. В 1942 году во Внукове была сформирована 8-я гвардейская воздушно-десантная дивизия. Сюда же прибывали самолеты, которые поставлялись из Великобритании и США в рамках военно-технической помощи СССР, на которых воевали наши летчики.
После войны аэродром стал гражданским и обслуживает полеты в разные уголки страны и во многие страны мира. Позднее был введен в строй аэропорт «Внуково-2», который был предназначен для приёма правительственных самолетов. Возникший рядом с аэродромом посёлок Внуково в 1947 году был причислен к рабочим посёлкам. В 1959 году в нём проживало 9,8 тыс. человек, а спустя всего пять лет, в 1964 году, значилось уже 17, 3 тыс. жителей. В 1984 году он вошел в состав Москвы.