中關村國家自主創新示範區起源於二十世紀八十年代初的「中關村電子一條街」。黨中央、國務院高度重視中關村的發展建設，國務院先後6次做出重要決定。1988年5月，國務院批准成立北京新技術產業開發試驗區（中關村科技園區前身），由此中關村成爲中國第一個高科技園區；1999年6月，國務院要求加快建設中關村科技園區；2005年8月，國務院做出關於支援做強中關村科技園區的決策；2009年3月13日，國務院批覆建設中關村國家自主創新示範區，要求把中關村建設成爲具有全球影響力的科技創新中心，這也是我國第一個國家自主創新示範區；2011年1月26日，國務院批覆同意《中關村國家自主創新示範區發展規劃綱要（2011-2020年）》；2012年10月13日，國務院批覆同意調整中關村國家自主創新示範區空間規模和佈局，成爲中關村發展新的重大里程碑。
中關村經過20多年的發展建設，已經聚集以聯想、百度爲代表的高新技術企業近2萬家，形成了以下一代網路、移動網路和新一代行動通信、衛星應用、生物和健康、節能環保以及軌道交通等六大優勢產業集羣以及整合電路、新材料、高階裝備與通用航空、新能源和新能源汽車等四大潛力產業集羣爲代表的高新技術產業集羣和高階發展的現代服務業，構建了「一區多園」各具特色的發展格局，成爲首都跨行政區的高階產業功能區。
中關村是我國科教智力和人才資源最爲密集的區域，擁有以北京大學、清華大學爲代表的高等院校近41所，以中國科學院、中國工程院所屬院所爲代表的國家（市）科研院所206所；擁有國家級重點實驗室67個，國家工程研究中心27個，國家工程技術研究中心28個；大學科技園26家，留學人員創業園34家。中關村是中央人才工作協調小組首批授予的「海外高層次人才創新創業基地」，留學歸國創業人才超過1.5萬人,累計創辦企業超過6000家，是國內留學歸國人員創辦企業數量最多的地區。目前，北京市共有中央「千人計劃」人才770人，其中80%在中關村地區。「北京海外人才聚集工程」的368名人才，80%聚集在中關村地區。成長出以聯想的柳傳志、百度的李彥宏、博奧生物的程京、中星微電子的鄧中翰、科興生物的尹衛東、碧水源的文劍平、神霧熱能的吳道洪、創新工場的李開復等爲代表的一批國內外有影響的新老企業家。2011年3月，中組部、國家發改委等15箇中央部門和北京市聯合印發了《關於中關村國家自主創新示範區建設人才特區的若干意見》，中關村加快建設人才特區。
中關村每年發生的創業投資案例和投資金額均佔全國的三分之一左右；截至目前，上市公司總數達到224家，其中境內145家，境外79家，62家企業在境內創業板上市，初步形成了創業板中的「中關村板塊」。2012年8月，國務院發改委等九部委和北京市聯合發佈了《關於中關村國家自主創新示範區建設國家科技金融創新中心的意見》中關村將進一步建立並完善政府資金與社會資金、產業資本與金融資本、直接融資與間接融資有機結合的科技金融創新體系，加快國家科技金融創新中心建設。
中關村圍繞國家戰略需求和北京市社會經濟發展需要，取得了大量的關鍵技術突破和創新成果，湧現出漢卡、漢字鐳射照排、超級電腦、非典和人用禽流感疫苗等一大批重大科技創新成果，爲航天、三峽工程和青藏鐵路等國家重大建設項目實施提供了強有力的支撐；中關村企業獲得國家科技進步一等獎超過50項，承接的「863項目」佔全國的四分之一，「973項目」佔全國的三分之一；創制了TD-SCDMA、McWill、閃聯等86項重要國際標準，798項國家、地方和行業標準；中關村技術交易額達到全國的三分之一以上，其中80%以上輸出到北京以外地區。
2012年中關村示範區實現總收入2.5兆元，同比成長25%以上；高新技術企業增加值超過3600億元，佔北京市GDP比重達到20%，比上年提高了一個百分點；企業實繳稅費達到1500億元，同比成長超過60%；企業從業人員達到156萬人，比上年增加18萬人；企業利潤總額1730億元，同比成長13%；實現出口230億美元，約佔全市出口總額近四成；企業科技活動經費支出超過900億元，同比成長25%。
中關村目前「一區多園」的空間格局包括東城園、西城園、朝陽園、海淀園、豐臺園、石景山園、門頭溝園、房山園、通州園、順義園、大興-亦莊園、昌平園、平谷園、懷柔園、密雲園、延慶園等十六個園區。「十二五」期間，中關村將繼續完善「一區多園」各具特色的發展格局，重點建設「兩城兩帶」，即中關村科學城、未來科技城和由海淀北部、昌平南部和順義部分地區構成的北部研發服務和高技術產業帶，以及由北京經濟技術開發區、大興和通州、房山的部分地區構成的南部高技術製造業和戰略性新興產業帶，促進高階產業集羣發展。
面向未來，中關村示範區將秉承面向世界、輻射全國、創新示範、引領未來的宗旨，堅持「深化改革先行區、開放創新引領區、高階要素聚合區、創新創業集聚地、戰略產業策源地」的戰略定位，服務於首都世界城市的建設，力爭到2020年建成具有全球影響力的科技創新中心。