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 a partir de 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. Na década de 1930 até 1965 foi bairro industrial, que atraiu imigrantes russos e lituanos à região. Na década de 1970 recebeu investimentos privados em virtude de seu terreno plano, baixo custo e área útil, tanto que 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, e por meio de abaixo-assinado houve a emancipação de uma parte do bairro de Indianópolis, tornando-se o atual bairro de Moema. [4]
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 e 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.
O bairro possui um forte comércio, localizado nos arredores das ruas Normandia, Gaivota, Canário e das avenidas Bem-Te-Vi, dos Eucaliptos e Pavão, onde existem lojas de vestuário, calçados, acessórios e até grifes internacionais; além da moda, também destaca-se no setor gastronômico.Em seus territórios encontram-se o Shopping Ibirapuera,um dos primeiros centros comerciais do país e o consulado senegalês.
Anualmente uma via do bairro torna-se atração durante a época natalina, é a Rua Normandia, onde suas 36 lojas recebem decoração e iluminação especiais,em um ano atraiu mais de 300 mil espectadores no período.
Algumas vias do bairro são as mais caras da cidade para morar, ultrapassando os R$ 6.000 de valor médio do metro quadrado,e segundo pesquisa do Secovi, o mesmo possui o aluguel mais caro da cidade , sendo classificado como "Zona de Valor A" pelo CRECI, tal como: Higienópolis, Jardim América e Pacaembu. A maioria de suas vias possuem nomes de pássaros e tribos indígenas, como: Jurema, Chibarás, Nhambiquaras, Canário, dentre outras. A porção noroeste do bairro é vizinha ao Parque Ibirapuera.
Em 5 de Novembro de 2011 foi instalada a primeira ciclofaixa permanente de São Paulo no bairro, ela tem 3,3 km de extensão e está localizada entre as Avenidas Rouxinol, Pavão, Araguari e Aratãs.