История района берет начало в XIV веке. В древности здесь была деревня Селятино, принадлежавшая московским митрополитам. Эти заповедные места славились своим лесом, который активно использовался в кораблестроении. Основной магистралью округи являлась Можайская дорога. В районе Селятино от нее отделялась Боровская дорога, которая вела к городу Боровску, центру удела серпуховских князей. Расположенное близ перекрестка двух больших дорог Селятино страдало от проходов татарских послов, многочисленных военных действий. Неудивительно, что к концу XVI века сведения о нем исчезают из документов. Новое поселение возникает здесь лишь во второй половине XVII века, когда после моровой язвы 1655 г., истребившей жителей многих окрестных сел, здесь были поселены белорусы, прибывшие из вновь присоединенных к стране городов. Поселение назвали деревней Никольское. Первоначально деревня входила в состав владений патриарха, затем стала государственной собственностью. В начале ХХ века в ней проживало около 600 человек.

Дальнейшая судьба этого района была связана опять-таки с развитием дорог. По плану реконструкции Москвы 1935 г., территория столицы должна была быть прорезана широкими магистралями, отходившими от проектировавшегося на месте снесенного Храма Христа Спасителя грандиозного здания Дворца Советов. Из центра города от него через Лужники должны были идти две широкие магистрали, которые носили у проектировщиков условные названия "Восточный луч" и "Западный луч". Реализации этих планов помешала война, но все же частично проект прокладки дорог был осуществлен. "Восточный луч" получил название проспекта Вернадского, а "Западный" - Мичуринского проспекта.

Первые жилые дома на этой территории появились в 1960-х годах, когда здесь начинает разворачиваться массовое жилищное строительство. А к 1972 г. завершилась прокладка всей трассы проспекта Вернадского. Через год здесь появилась одноименная трасса метрополитена. Эти два события положили начало бурному освоению этого района, который стал одним из наиболее престижных мест столицы.

До 1991 года это был Гагаринский район, позднее часть района вошла в состав Западного административного округа под названием Проспект Вернадского.

В названии района увековечена память о великом русском ученом-минерологе, геохимике, академике Академии наук СССР Владимире Ивановиче Вернадском (1863 - 1945 гг.).