Название района произошло от находившегося ранее на его территории села. Происхождение названия Чертаново до сих пор не объяснено.

Существует три версии его происхождения.
По первой версии название происходит от названия речки Чертановки, исток которой находился на территории имения Узкое. Она протекала по Борисовскому или Чертановскому оврагу и служила границей между имениями Узкое и Коньково.
По второй гипотезе, которую выдвинул известный филолог В.Н. Топоров, название Чертаново заимствовано из балтийских языков и по происхождению — финно-угорский.
Третья версия связывала этимологию названия с именем первого поселенца. Возможно, им являлся упомянутый в 1563г. житель Ярославля Фёдор Иванович  Чертанов.

Село Чертаново впервые упомянуто в документах XVII в. Оно принадлежало находившемуся на территории Кремля Вознесенскому женскому монастырю. В 1643 г. по челобитью его игуменьи Анастасии было разрешено либо построить в селе церковь во имя Великомученицы Екатерины, либо предел в честь неё же к уже существующему храму — церкви Рождества Богородицы. Оба чертановских храма были деревянными и, по-видимому, позже сгорели.

В 1918 г. Зюзинская волость, к которой относилось Чертаново, была объединена с Царицынской и переименована в Ленинскую. В 1928 г. она стала Ленинским районом Московской области.
В период коллективизации в деревне был создан колхоз «Верный путь». Уже в 1930-е гг. появились планы застройки территории Чертанова и присоединения его к Москве, но им помешала Великая Отечественная война. В 1960 г. колхоз был упразднён, а его владения вошли в черту Москвы. На них началось новое строительство. В 1969-1980 гг. Чертаново – крупнейший массив жилищного строительства, созданный на территории более 2000 га. Под руководством архитектора В.Воскресенского в 1975 г. началось строительство экспериментального района Северное Чертаново.