U brezovičkom kraju, tik uz dolinu rijeke Save, na važnoj geopolitičkoj poveznici zapadne, srednje i jugoistočne Europe, svoje su tragove ostavile brojne povijesne mijene, od najranijih razdoblja civilizacije do našega doba. Kameni ostatci grobišta, naselja i cesta svjedoče o životu na tim prostorima prije doseljavanja Hrvata. Najviše takvih tragova je iz razdoblja Rimskog Carstva.
Brezovica je u prometnom smislu središnje i najpoznatije, iako ne i najveće naselje ovoga područja. Prvi se put spominje u Listini iz 1277. kada knez Ivan, sin Jaroslava, vlastelina Okić Grada svoje imanje i kapelu u Brezovici poklanja redovnicima cistercitima. U dokumentima iz srednjega vijeka spominju se i druga naselja toga kraja - Demerje, Hudi Bitek, Obrež, Štrpet, Lipnica, Grančari i Kraljevec.
Već 1334. u Brezovici se spominje župna crkva. Od 1522. se pak pojavljuju i zapisi o gradu koji drži Katarina Ivanović. Kasniji su vlasnici toga grada Mrnjavčići (do 1663.), zatim Zrinski, a od 1680. Draškovići.
U 18. st. grofovi Draškovići podižu građevine po kojima je Brezovica danas nadaleko poznata - župnu Crkvu uznesenja Marijina i jednokatni barokni dvorac.
Crkva uz glavno pročelje ima dva vitka cilindrična zvonika. Sagrađena je 1756., a njezin je barokni inventar iz istoga vremena. Vrijedne i poznate barokne freske nalaze se i u crkvi, i u kapelici pokraj dvorca što su izrađene su 1776.
Dvorac Brezovica je tlocrtno obliku slova U s dvije cilindrične kule na uglovima pročelja, a u sredini s izdignutim rizalitom. Glavna dvorana je oslikana freskama iz 1776. s prikazom prizora bitaka iz sedmogodišnjeg rata, a u kojima je sudjelovao vlasnik dvorca, general Kazimir Drašković. Dvorac se nalazi nasred prostranog parka u kojem i danas nalazimo vrijedne primjerke rijetkog drveća. Nasuprot dvorcu, preko kanala, još stoje ostatci negdašnjih dvostrukih bedema i okrugla kula staroga brezovičkoga grada.
U prošlom su stoljeću u Brezovici podignute još dvije građevine po kojima je ovo mjesto na rubu Zagreba danas prepoznatljivo - samostan Karmel što ga je dao sagraditi nadbiskup zagrebački bl. Alojzije Stepinac te Dječji centar bl. Alojzija Stepinca, a koji je sagrađen tijekom Domovinskog rata isključivo od donacija radi zbrinjavanja djece žrtava rata, a kasnije i druge djece bez odgovarajuće roditeljske skrbi.
Neposredno nakon II. svjetskog rata, teritorij današnje Gradske četvrti Brezovica bio je podijeljen između Kotara Zagreb i Kotara Velika Gorica. Unutar kotareva naselja su bila grupirana u 7 mjesnih narodnih odbora. Kotaru Zagreb pripadali su - Brezovica (za naselja Brezovica, Drežnik Brezovički, Desprim, Hudi Bitek, Grančari, Goli Breg i Zadvorsko), Kupinečki Kraljevec (Kupinečki Kraljevec, Brebernica i Starjak), Stupnik (Horvati) i Hrvatski Leskovac (Demerje). U velikogoričkom kotaru bili su - Donji Trpuci (Donji i Gornji Trpuci), Gornji Dragonožec (Gornji i Donji Dragonožec, Lipnica i Havidići) i Odranski Obrež (Odranski Obrež i Strmec).
Brezovičko je područje 1952. podijeljeno na 3 općine - Brezovica, Stupnik i Dubranec, od čega dvije pripadaju zagrebačkomu, a Dubranec velikogoričkomu kotaru. Općini Stupnik pripadala su naselja Demerje i Horvati, Općini Dubranec - Gornji i Donji Dragonožec, Gornji i Donji Trpuci, Lipnica i Havidići, a druga naselja današnje četvrti je oduhvatila Općina Brezovica. Tri godine kasnije, cjelovito područje današnje četvrti Brezovica uvršteno je u sastav Općine Remetinec, jedne od osam tadašnjih zagrebačkih općina. Od 1967. do 1974. Grad Zagreb funkcionira kao jedinstvena općina, a zatim se na području Zagreba osniva 10 novih općina. Sva brezovička naselja tada ulaze u sastav Općine Novi Zagreb, a obuhvatili su područja današnjih gradskih četvrti Novi Zagreb - istok i Novi Zagreb - zapad te su tako djelovale do 31. prosinca 1990.
Mjesne su zajednice na području današnje gradske četvrti prvi put osnovane 1967. i bilo ih je 6. Sedam godina kasnije, njihov je broj udvostručen pa su do 1994. djelovale kao mjesne zajednice - Brezovica (s naseljima Brezovica, Drežnik Brezovički, Desprim, Goli Breg, Hudi Bitek, Grančari i Zadvorsko), Dragonožec (s naseljima Donji i Gornji Dragonožec, Donji i Gorni Trpuci, Lipnica i Havidići), Horvati, Hrvatski Leskovac (s naseljem Demerje), Kupinečki Kraljevec (s naseljima Brebernica, Kupinečki Kraljevec i Starjak) i Odranski Obrež (s naseljima Odranski Obrež i Odranski Strmec). U veljači 2009., na području Gradske četvrti Brezovica je osnovano 12 mjesnih odbora.