明清时期,月坛地区属顺天府宛平县。民国时期,属京兆地方宛平县。民国十四年(1925年)1月,属北京城西郊区。民国三十四年(1945年)8月,属北平市郊四区。1949年1月,属北平市第十八区。7月,属第十六区。10月,属第十三区。1952年7月,第十三区改名海淀区。1953年6月,设海淀区真武庙、南营房、三里河3乡。1956年3月,真武庙、南营房和三里河3乡划归西单区,成立真武庙街道、南营房街道。1958年9月27日,真武庙、南营房2街道合并为月坛街道,属西城区。1980年6月,月坛北街以北至阜成门外大街以南地区划归阜外街道。
截至2020年6月,月坛街道下辖26个社区。
2011年,月坛街道总人口14.91万人,工业总产值6.2亿元,财政总收入39.8亿元。