Село Алексеевское, давшее название этому району, известно с XIV века. В допетровские времена село несколько раз меняло хозяев, а в XVII веке перешло во владение Дворцового ведомства. Здесь проходила Троицкая дорога (ныне – проспект Мира и Ярославское шоссе), по которой царь Алексей Михайлович каждый год ездил на богомолье в Троице-Сергиеву лавру, поэтому именно в Алексеевском он построил свой первый путевой дворец.
До наших дней из комплекса путевого дворца сохранился один из образцов московского барокко – храм Тихвинской иконы Божьей матери, расположенный на улице Церковная Горка.
На рубеже XVII-XVIII веков через село Алексеевское был проложен знаменитый Мытищинский водопровод. Это первый в России водопровод, который сохранял статус главного источника питьевой воды для москвичей вплоть до 1937 года, когда завершилось строительство канала имени Москвы. В районе Новоалексеевской улицы и Первого Рижского переулка сохранился архитектурно-исторический ансамбль Алексеевской насосной станции, которая перекачивала ключевую воду из Мытищ в столицу. Пару лет назад они были признаны объектами культурного наследия.
В черту Москвы Алексеевское вошло в начале XX века. В 1930-е годы в районе появились новые жители – студенты. Между нынешними улицами Бориса Галушкина и Касаткина был построен студенческий городок, состоящий из малоэтажных домов. Сейчас на их месте располагаются шестнадцатиэтажные корпуса студенческих общежитий.
С 1960-х годов в районе началась массовая жилая застройка. В качестве эксперимента напротив монумента «Рабочий и колхозница» был построен 25-этажный панельный дом (проспект Мира, д. 184). За крупные опоры в основании его так и прозвали – «дом на ножках». В доме 480 квартир и три подъезда. Эта многоэтажка долгое время была самым высоким панельным домом в Москве.
Сейчас в районе проживает более 80 тыс. человек. На его территории располагаются станции метро «Алексеевская» и «ВДНХ», а у границ района – железнодорожные станции «Москва-3» и «Маленковская» Ярославской железной дороги. В Алексеевском районе более 30 маршрутов наземного транспорта.