No século XIX, a região ocupada por Moema era uma propriedade rural pertencente a Joaquim Pedro Celestino. Na época, era cortada pelos trilhos de bonde a vapor que unia a cidade de São Paulo ao extinto município de Santo Amaro. Alguns documentos retratam que, desde 1880, havia um grande número de chácaras ocupadas por imigrantes ingleses e alemães.

Após o loteamento do Sítio da Traição em 1913, houve a urbanização do bairro de Indianópolis. Da década de 1930 até 1965, foi um bairro industrial, atraindo imigrantes russos e lituanos à região. Na década de 1970, recebeu investimentos privados em virtude de seu terreno plano, baixo custo e área útil . Em 1976, houve a inauguração do primeiro shopping center da região. Com esses avanços, o bairro sofreu um crescimento vertiginoso. No ano de 1987, recebeu o nome atual por causa de uma mobilização popular. Por meio de abaixo-assinado, houve a emancipação de uma parte do bairro de Indianópolis, tornando-se o atual bairro de Moema.

Atualmente, é um dos bairros com maior qualidade de vida da cidade. Sua população é formada basicamente pela classes média-alta e alta. Não há a existência de favelas em seu território. Seus moradores sofrem com o barulho causado pelo Aeroporto de Congonhas, onde ocorrem 600 pousos e decolagens diariamente. A cada três minutos, uma aeronave sobrevoa os edifícios residenciais. Os moradores do bairro e região formaram a Associação dos Amigos e Moradores de Moema, associação que luta pelo bem estar do bairro.