O prebivanju ljudi na prostoru Trnja već u davna vremena svjedoče raznoliki arheološki nalazi. Prigodom kopanja temelja za župnu crkvu Krista kralja iskopana je prethistorijska sjekirica slična onoj pronađenoj u Kupskoj ulici. Nađen je i prastari čamac. Na raskrižju Savske i Ulice grada Vukovara otkriven je grob iz doba Rimskog Carstva, a na Krugama je, 1911., otkopano avarsko-slavensko groblje s prijelaza iz 7. u 8. stoljeće.
Ime Trnja po prvi je put zabilježeno u Zlatnoj buli, 1242., kojom je veći dio toga prostora na južnoj granici tadašnjega Zagreba pripao Gradecu. U vezi s tim područjem spominju se još skela i pristanište Kraljev brod na Savi, most preko Savice i “velika cesta” koja Kraljev brod spaja s gradom.
Na početku 17. stoljeća Trnje je najveće među kmetskim selima na gradskom teritoriju. Tu tada živi 17 obitelji. Sve su to kmetovi grofa Oršića koje je kasnije baštinio grof Kulmer. Dvjestotinjak godina kasnije, 1801., Trnje ima 112 stanovnika u osam kuća.
Trnjanski su seljaci u grad dolazili cestom Med grabami, današnjom Petrinjskom ulicom, koja je Zagreb povezivala ne samo s naseljima na sjevernoj obali Save, već i s prekosavskim krajevima. Kasniji naziv ulice jasno ukazuje na njezino značenje za opskrbu Vojne Krajine kojoj je Petrinja bila središtem.
Tijekom prve polovice 19. stoljeća broj stanovnika Trnja nije se povećavao. Tih je godina ondje živjelo prosječno 150 stanovnika u 25 kuća. No, nakon ukidanja kmetstva i formiranja Grada Zagreba kao jedinstvene upravne cjeline, 1850., broj stanovnika osjetnije se povećava pa, 1890., doseže 526, a na samom kraju stoljeća čak 1041. Ti se ljudi još uvijek odijevaju u seljačko ruho. Muškarci nose opanke, vunene čarape, hlače od čoje, bijele kabanice s rukavima, bijele prsluke i crne šešire. Žene također nose opanke, bijele surine ukrašene crvenim suknom i bijele rubače, a na glavama bijele peče. Djevojke, pak, nose bijele rupce.
U razdoblju od 1910. do 1913., na početku intenzivnije industrijalizacije, Trnje bilježi najveći porast stanovništva u gradu: od 2907 na 8017 osoba. Taj je porast praćen ubrzanim podizanjem brojnih nelegalnih stambenih objekata na prisavskim prostorima. Godine 1930. na prostoru današnje Gradske četvrti Trnje, odnosno tadašnjih gradskih kotareva Zavrtnice, Sigečice, Trnja i Vrbika zabilježeno je 2017 legalno građenih kuća i čak 4000 objekata “divlje” gradnje. Trnje je postalo izrazito radničko naselje bez nekadašnjih seoskih karakteristika, prometno izolirano od grada, bez imenima obilježenih ulica. U tadašnjim regulacijskim planovima bila je to zona namijenjena razvoju industrije. No, život nezaustavljivo teče svojim tokom. Kućice i dalje niču tijekom noći, bespravno, sve bliže Savi, tik uz Trnjanski nasip. Svaka veća poplava oštećuje ih ili odnosi, no one ubrzo iznova niču u ulicama koje se i dalje označuju bez imena, samo rimskim brojevima.
Od sedamdesetih godina 19. stoljeća život stanovnika Trnja u velikoj je mjeri vezan uz željeznicu. Gradnjom pruge Zagreb – Sisak 1862. i Budimpešta – Zagreb 1870. presječene su ulice koje Trnje povezuju sa središtem Zagreba: Preradovićeva – Krajčina (Vrbik), Gajeva – Srednja cesta ili Međcesta (Paromlinska), Petrinjska – Školska (Trnjanska), Klaonička (Bauerova) – Kruge. Uz Željeznički kolodvor podignute su radionice za popravak lokomotiva i pruge. Sagrađeni su Paromlin, Tvornica papira, Gradska plinara, Tvornica katrana, poduzeća građevinske industrije i drugo. Tu su našli egzistenciju stanovnici Trnja, ali i mnogo šireg područja.
Zagrebački paromlin i željeznički promet do 1910.
Prvi pokušaj legalne usmjerene stambene gradnje na Trnju zabilježen je 1939. Tada je, na prostoru Stare gradske vrtlarije, a prema projektima arhitekta Vlade Antolića, započela gradnja Cvjetnog naselja. Na sličan će način kasnije teći i urbanizacija susjednih Savskih kuta i Veslačkog naselja.
Zbog već spomenutog načina nastanka naselja na većem dijelu njezina prostora Gradsku su četvrt Trnje sve donedavno opterećivali mnogobrojni komunalni problemi. Tako je, primjerice, unatoč tome što Gradska plinara ima sjedište na Trnju, plinska mreža na znatnom dijelu toga područja sagrađena tek u zadnjih desetak godina.
Gradska plinara
U razdoblju od 1945. do 1952. područje današnje gradske četvrti Trnje čini IV. gradski rajon. Nakon ukidanja rajona Trnje pripada jedinstvenom užem gradskom upravnom području kojim upravlja Narodni odbor Grada. No, već 1953., na užem je gradskom prostoru osnovano osam općina, među kojima i Općina Trnje. Nakon sedmogodišnjeg razdoblja funkcioniranja Grada Zagreba kao jedinstvene općine, u razdoblju od 1967. do 1974., ponovo je formirana Općina Trnje koja je djelovala do 31. prosinca 1990. Na istom je prostoru do početka 1994. bilo 13 mjesnih zajednica: Cvjetnica, Cvjetno naselje, Kanal, “Marin Držić”, Martinovka, Miramare, Poljane, Savski kuti, Sigečica, Staro Trnje, Trnjanska Savica, Trnje i Veslačko naselje. Gradskoj četvrti Trnje pripadaju još i manji dijelovi bivših mjesnih zajednica "Antun Mihanović" (dio Savske ceste), Donje Svetice (dio Heinzelove i ulica Podaupskog), Ferenščica (dijelovi Folnegovićeve i Heinzelove te Radničke ceste) i Knežija (dio Savske ceste).
U veljači 2009. na području Gradske četvrti Trnje osnovano je 13 mjesnih odbora.
