Cet arrondissement englobait principalement 2 villages avant leurs annexions à Paris en 1860 avec l’enceinte de Thiers : Belleville et La Villette. Nommée « Savies » au 7ème siècle, les rois mérovingiens possédait une villa à Belleville avant que des terres soient cédées à des monastères par les capétiens. Des moulins à vent furent construits sur la colline. Ancienne terre de vignes, Belleville vit débarquer au 19ème siècle des ateliers et des fabriques. Elle était habitée par les ouvriers des carrières et quelques vignerons. La rue de Belleville (partant à l’angle du 10ème arrondissement et du 11ème arrondissement et limitrophe avec le 20ème arrondissement) constituait l’axe principal de la commune, elle reste célèbre pour avoir vu naître et grandir Edith Piaf, ainsi que le chanteur Eddy Mitchell.
Un village gallo-romain existait à l’antiquité dans le secteur de la Villette, sur la voie romaine menant en Flandres (actuelle avenue de Flandres). Les moines de la confrérie de Saint-Lazare dirigèrent ce village, à vocation agricole (culture du blé et de vigne), jusqu’au 18ème siècle. En 1802, Napoléon Bonaparte signe un décret ordonnant la création du réseau des canaux parisiens : le canal de l’Ourcq et le bassin de la Villette sont mis en service en 1808. En sus de l’apport de cette navigation, le chemin de fer arrive au milieu du 19ème siècle avec la ligne Paris-Est et la Petite Ceinture pour les marchandises. Réhabilités, les entrepôts Flandres et les entrepôts Villette témoignent de ce passé industriel.
Le Parc des Buttes Chaumont fut inauguré en 1867, aménagé sur l’espace d’anciennes carrières de gypse et de pierre meulières. Le choix d’un tel aménagement urbanistique découla de l’extension de la ville, qui mit un terme à l’activité d’extraction du gypse interdite à l’intérieur de Paris. Avant son aménagement en un parc paysager, le site était affligé d’une sinistre réputation avec au pied de la butte le gibet de Montfaucon utilisait jusqu’au 18ème siècle. Le lieu des exécutions laissa sa place à une décharge à ciel ouvert et devint également, avant l’ouverture des abattoirs de la Villette, le principal centre d’équarrissage parisien.
Les abattoirs de la Villette furent édifiés également en 1867 afin de remplacer les abattoirs parisiens existants. Ils se situaient à l’emplacement du Parc de la Villette actuel. En 1950, après des décennies d’usage intensif, un projet de rénovation est lancé qui n’aboutira jamais provoquant un scandale financier avant que la totalité des installations ne soient rasées. En 1991, le parc de la Villette est créé. De grands équipements destinés à dynamiser le quartier viennent s’y intégrer : la Cité des Sciences et de l’Industrie, la Cité de la Musique, la Grande Halle de la Villette, le Zénith et la Philharmonie.