No final do século XIX a região onde hoje se encontra o bairro era atravessada por uma linha da Companhia Carris de Ferro São Paulo-Santo Amaro, que ligava o centro de São Paulo ao então município de Santo Amaro, seus vagões na época eram puxados por burros. Até então o "bairro", que se chamava 5º desvio, possuía cerca de três casas e uma parada de bonde. A empresa que pertencia ao engenheiro Alberto Kuhlmann faliu em 1900 sendo incorporada pela São Paulo Tramway, Light and Power Company. Treze anos mais tarde a empresa canadense introduziu na linha os bondes elétricos. Devido à essa mudança houve um interesse imobiliário na região, atraindo investimentos públicos e privados, tornando-se industrial e residencial.

O Brooklin Paulista passou a ser conhecido como bairro em 1922, com a junção natural e quase simultânea de três grandes loteamentos, que acabaram por consolidar o seu território. Um deles, projetado por Júlio Klaunig e Álvaro Rodrigues, abrangia a área de 174 alqueires, da antiga Fazenda Casa Grande, esse localizava-se entre a Avenida Santo Amaro e Marginal do Rio Pinheiros, limitando-se de um lado com Avenida Morumbi e de outro, com as Águas Espraiadas. Um outro, chamado de Jardim das Acácias, lançado por Afonso de Oliveira Santos, situava-se entre a Avenida Morumbi e a Avenida Roque Petroni Júnior. E o terceiro, lançado pela Sociedade Anônima Fábrica Votorantim, confrontava com as avenidas Santo Amaro, Washington Luís, Avenida Vicente Ráo e Águas Espraiadas, formando o atual Brooklin Velho.

Quem lhe deu o nome atual foi a Light, em alusão ao lendário distrito do Brooklyn, de Nova York. Diversas de suas vias possuem nomes de locais dos Estados Unidos da América, tais como: Michigan, Florida, Texas, Miami, Kansas, Nebrasca, Nova York e Hollywood.

Até o mês de fevereiro de 1935, o bairro pertencia ao município de Santo Amaro, extinto no mesmo ano. Após a segunda metade doséculo XX o bairro perde suas características industriais, um exemplo desta transição foi a mudança da fábrica da Bombril para outra localidade da cidade. Na década de 1960 houve uma ampliação da Estação Campo Belo de energia, havendo a criação da Estação Berrini, atendendo todo o bairro.

Devido ao crescimento e desenvolvimento e empresarial da cidade de São Paulo houve a necessidade de criação de novas centralidades para a ocupação de novas empresas comerciais e prestadoras de serviços. A Avenida Engenheiro Luiz Carlos Berrini foi um destes polos recentes. Criada no final da década de 1970, a via foi um meio em diversas empresas nacionais e multinacionais encontraram para fugir do elevado custo dos terrenos na avenidas Paulista e Faria Lima. Os arquitetos Carlos Bratke, Roberto Bratke e Francisco Collet fundaram ali a Construtora Bratke & Collet, que em dez anos construiu vinte edifícios na região.

Nos anos 1980 em diante o Brooklin atrai investimentos públicos, como a Operação Urbana Água Espraiada, que consistia na construção da Avenida Água Espraiada, a canalização do córrego de mesmo nome e a remoção das favelas às margens do córrego. O último destes foi o Complexo viário Real Parque, inaugurado em maio de 2008, que por meio da Ponte Octávio Frias de Oliveira, um marco arquitetônico da cidade, consagrou o bairro como um dos principais centros econômicos paulistanos. Devido a construção da obra houve a demolição da favela do Jardim Edith.