En el siglo xi, allí donde la antigua carretera de Sarrià a Horta se cruzaba con uno de los caminos de Barcelona a Collserola, se construyó una pequeña capilla dedicada a los santos Protasio y Gervasio. El templo propició el desarrollo de un pequeño núcleo de poblamiento a su alrededor y con el tiempo fue adquiriendo las funciones de iglesia parroquial. Aunque el territorio pertenecía al término de Sarrià, en el año 1245 la familia de los Montjuïc, señores de la torre de Cassoles, consiguió la autonomía del templo e independizó la feligresía. Así surgió el pueblo de Sant Gervasi de Cassoles, que logró la municipalidad en 1716 y se desarrolló como pequeño núcleo autónomo hasta que en 1897 fue agregado a Barcelona.

El núcleo mantuvo su fisonomía rural prácticamente intacta hasta bien entrado el siglo xix. Y junto a las masías y explotaciones agrícolas, algunas órdenes religiosas que no pudieron ubicarse dentro de las murallas de la ciudad vieja lo eligieron como paraje para asentar sus centros religiosos, como fue el caso de los jesuitas en el siglo xvi —cuya propiedad era conocida como el Frare Negre— y de los dominicos en el siglo xvii —con la finca denominada popularmente como el Frare Blanc—.

Sant Gervasi de Cassoles, por otra parte, tuvo el honor de acoger la residencia real del Bellesguard, construida en 1408 cerca de la capilla fundacional para alojar al monarca Martín I el Humano. Tiempo después, en el siglo xvii, en la capilla parroquial empezó a venerarse también a la Mare de Déu de la Bonanova, cuya devoción y nombre acabarían por desplazar el culto a San Gervasio.

Tal como ocurrió  en otros pueblos cercanos como Sarrià y Horta, a partir de la década de 1840 Sant Gervasi de Cassoles empezó a convertirse en destino estival de la población barcelonesa más acomodada. De esta forma, el municipio inició un proceso de urbanización que marcó la configuración de su territorio y de su población hasta nuestros días y que, entre otras consecuencias, provocó su división administrativa en tres barrios (1879):  el de La Bonanova, cerca de la iglesia; el del Putxet, ubicado sobre el monte homónimo y las cercanías de Gràcia; y, finalmente, el de Lledó, que corresponde al actual barrio de Sant Gervasi.

Aunque no sería radicalmente distinto al desarrollo de los otros dos barrios, el distrito de La Bonanova inició una trayectoria propia marcada por las iniciativas privadas de urbanización y por la construcción de villas residenciales o estivales destinadas a la burguesía barcelonesa. En 1890, se urbanizó el Passeig de la Bonanova y a lo largo de su recorrido empezaron a levantarse lujosas fincas señoriales. Uno de los casos más emblemáticos de urbanización en el distrito fue el de la Avinguda del Tibidabo, una iniciativa de Salvador Andreu, insigne doctor no sólo famoso por la invención de las célebres pastillas balsámicas sino también por las promociones urbanísticas que lideró. Con la idea de proyectar una ciudad-jardín, constituyó en el año 1900 la Companyia Anònima Tibidabo e inició —sin permiso municipal— la instalación de atracciones en la cima del monte Tibidabo y la urbanización de la actual Avinguda del Tibidabo. Aunque el ayuntamiento reaccionó con rapidez y adquirió en 1908 algunos terrenos de Collserola, la señorial avenida abierta por Salvador Andreu logró urbanizarse según el proyecto del famoso doctor.

Gran parte de esta obra constructiva de finales del siglo xix y principios del xx fue destruida tras la Guerra Civil. Así, muchas de las torres modernistas, noucentistas, neoclásicas y de otros estilos que habían proliferado en el viejo barrio de La Bonanova hoy han desaparecido, sobre todo en la parte baja. Durante la dictadura franquista, la administración fue muy permisiva con la sustitución de las villas de veraneo por lujosos bloques de pisos, pero las nuevas promociones no se cebaron excesivamente con el paisaje de La Bonanova si se compara con lo que ocurrió en Sant Gervasi (antiguo barrio de Can Lledó) o las faldas del Putxet. Sin embargo, fue en la década de 1940 cuando en la frontera de La Bonanova con Sant Gervasi se abrió la Ronda del General Mitre (Ronda del Mig), casi una autopista dentro de la ciudad. Las obras de los Juegos Olímpicos de 1992 supusieron la última gran intervención sobre el barrio, al urbanizarse la Ronda de Dalt y separar más, si cabe, la ladera montañosa de Collserola del resto de La Bonanova. Pese a todos estos cambios acaecidos desde se convirtiera en destino estival y de recreo, hoy La Bonanova mantiene su exclusividad y continúa siendo un barrio eminentemente burgués.