Район Внуково розташовується між Боровським і Київським шосе. Район віддалений від МКАД на 11 кілометрів і від центру Москви на 30 кілометрів, він складається з трьох частин: аеропорту Внуково і прилеглого до нього житлового селища, Північно-Західного житлового мікрорайону, села і селища Толстопальцево, які відокремлені від головної території і між собою землями Московської області. Район оточують Ульяновський і Валуєвський лісопарки.
Назва району Внуково походить від невеликого села, що розташовувалася під Москвою. Село ж була так названа на прізвисько першого власника, Семена Григоровича, якого звали Внуком. У 1524 році він служив воєводою в Муромі, потім отримав невелику ділянку землі під Москвою і поселив тут своїх селян, заснувавши село Внуково.
Ізварине - ще одне село, яка в минулому була розташована на території району Внуково. Перші достовірні відомості про неї відносяться до 17 століття. Колись центром цієї місцевості була церква Іллі Пророка з прилеглим старовинним цвинтарем, розореним в Смутні часи. Поруч з церквою стояла село Ізварине, в честь якої названа Ізварінская вулиця. У 1627 році це село належала Івану Васильовичу Біркін, а до цього часу маєтком володів його батько. Село було дуже маленькою, в ній стояв двір поміщика, де проживали його дворові люди.
Біркін належали до старовинного Рязанському боярському роду. Перебравшись до Москви, вони служили на різних посадах, а найбільш вдалу кар'єру зумів зробити Іван Васильович. У 1619 році він вів переговори з поляками про обмін полоненими, в числі яких був і батько царя Михайла Романова патріарх Філарет. Біркін сподобався патріарху, і через кілька років Іван Васильович зайняв пост патріаршого дворецького, в його обов'язки входило управління всім патріаршим господарством. Після смерті патріарха Біркін служив воєводою, а в кінці життя він отримав чин думного дворянина.
Після Івана Васильовича Ізварине успадкував його син Самійла, а після його смерті, в 1646 році власником села став Михайло Олексійович Ртищев. Ртищев відомий тим, що бився за звільнення Москви разом з князем Дмитром Пожарським, брав участь у війні з Польщею в 1632 році, служив воєводою. Після того, як на престол зійшов Олексій Михайлович Романов, кар'єра Ртищева не тільки не згасла, але навіть пішла вгору. У 1645 році за спеціальним указом государя Ртищева викликали з Тули в Москву. Михайло Олексійович славився своєю чесністю і порядністю, і новий монарх, підбираючи собі оточення, прислухався до порад придворних, і призначив Ртищева царським Постільничий. А пізніше - окольничим. Щоб зрозуміти, наскільки важливою була посада постельничего, потрібно ознайомитися з його посадовими обов'язками. Наприклад, перебуваючи невідлучно при царі, постельничий повинен був зберігати в секреті від сторонніх все государеві думки, плани, проекти указів та інше.
У 1650 році Михайло Олексійович передав Ізварине як придане своєї дочки Анни, яка виходила заміж за Воніфатія Вельямінова. Через рік Вельямінова вбили його селяни, і Анна Михайлівна залишилася вдовою. Через двадцять років Анна Михайлівна продала Ізварине степеневим ключнику Якову Петровичу Буличова, який збудував у селі церкву Іллі Пророка, після чого Ізварине стало іменуватися селом. Через шість років Буличов поступився маєток царя Федора Олексійовича, а той в 1676 році в числі інших сіл завітав Ізварине боярину князю Федору Федоровичу Куракину. В 1678 році в селі була садиба вотчинника, скотарня і стаєнний двори, а також сім селянських дворів.
1683 року Ізварине в якості приданого перейшло до дочки Куракіна Ганні Федорівні, яка вийшла заміж за Андрія Михайловича Черкаського. В 1733 році при їх сина Олександра Андрійовича в селі була побудована нова дерев'яна церква. Село Ізварине та в подальшому продовжувало залишатися власністю родини Черкаських. Коли в кінці 19-початку 20 століть в цих місцях була прокладена залізниця, цю місцевість облюбували московські дачники. У навколишніх лісах росли ягоди і гриби, ловилися карасі, плотва і інша риба.
У повоєнні роки Внуково стало цивільним аеропортом, а пізніше був побудований аеропорт Внуково-2, який брав урядові літаки. У 1947 році Внуково отримало статус робочого селища. У 1959 році в селищі проживало 9 800 осіб, а в 1959 році - 17 300 осіб. До складу Москви селище Внуково увійшов в 1984 році.
До складу району Внуково входить і селище Толстопальцево, який виріс із старовинної села, що існувала ще в 17 столітті. Статус селища Толстопальцево присвоїли в 1939 році, коли в ході реконструкції центру Москви сюди переселяли жителів оновлюваних кварталів. В межі міста Толстопальцево також увійшло в 1984 році. За планами влади Москви ця територія повинна була перетворитися в промислову зону, але в підсумку район так і залишився однією з найзеленіших зон столиці.
На території району Внуково працює близько 20 різних підприємств і організацій. Головним дозвіллєвих центром району є будинок культури Внуково, в якому є велика бібліотека, а також музей бойової і трудової слави аеропорту Внуково.