В состав Москвы слобода была включена во второй половине XVIII века. После Отечественной войны в слободе стали строить дачи, а в первой четверти XIX века за Бутырской слободой появилась учебно-опытная база Императорского общества сельского хозяйства – Бутырский хутор. Название Бутырского хутора сохранилось в наименованиях 1-й и 2-й Хуторских улиц и четырех Хуторских переулков в данном районе. «Бутырским хутором» в период строительства называли и станцию метро «Фонвизинская», которую открыли в 2016 году.
С открытием в 1865 году Петровской земледельческой и лесной академии (сейчас это Сельскохозяйственная академия имени Тимирязева) Бутырскую слободу стали еще активней застраивать дачами. Паровой трамвай от Бутырской заставы до академии был пущен в 1886 году, а линия первого в Москве электрического трамвая к Бутырке подошла в 1899 году.
После Великой Отечественной войны в районе началось массовое строительство 3-5-этажных жилых домов. Границы района проходят по участкам Октябрьской, Савеловской и Рижской железных дорог. Помимо маршрутов наземного транспорта, в районе есть целых пять станций метро, две станции монорельса, две железнодорожные платформы и один вокзал – Савеловский, который до 1912 года назывался Бутырским. Савеловский – единственный в Москве вокзал, которые обслуживает только пригородные поезда.
Значительную часть района занимает промышленная зона «Огородный проезд». Сейчас ее интенсивно застраивают современными зданиями и обустраивают комфортные досуговые зоны. Успешным примером реконцепции промышленного объекта в Бутырском районе можно считать дизайн-завод «Флакон» на территории бывшего Хрустального завода имени Калинина. Он полностью ориентирован на арендаторов творческих профессий с акцентом на дизайне, моде и архитектуре.