Im Landbuch von 1375 war Johannisthal nicht verzeichnet. In einer Order vom 16. November 1753 war die erste Erwähnung. Unter anderem die "Seiler" aus der Pfalz wurden in Johannisthal angesiedelt.

Der Titel „Bad Johannisthal“ wurde dem Ort 1884 zugesprochen, jedoch ging er aufgrund der zunehmend verdichteten Bebauung schnell wieder verloren. Seinen Betrieb eröffnete das Wasserwerk 1901. Die Gemeinde erbaute 1905-1906, nach Entwürfen des  Charlottenburger Bildhauers und Architekten Georg Roensch, das im  Neorenaissance -Stil gehaltene Rathaus Johannisthal (heute Sozialkulturelles Zentrum und Heimatmuseum).

Der erste deutsche Motorflugplatz “Johannisthal-Adlershof“ wurde 1909 in Johannisthal eröffnet. Hier stürzte 1913 das Zeppelin-Luftschiff LZ - 18 ab. Am Rande des Flugplatzes siedelten sich insbesondere Unternehmen des Flugzeugbaus in der Zeit vor dem Ersten Weltkrieg an. Am 5. Februar 1919 begann in Deutschland die Geschichte der Zivilen Luftpost auf dem Flugplatz Johannisthal. Zweimal täglich starteten von diesem Tag an, täglich Flugzeuge, um Postsendungen und  Zeitungen zu transportieren. Die Öffentlichkeit konnte diese Flugpostlinie, wenige Monate später in Anspruch nehmen. 1995 wurde der Flugplatz geschlossen. Ein Landschaftspark befindet sich heute auf dem größten Teil der Fläche.

1920 wurde Johannisthal zu  Groß- Berlin eingemeindet und die Johannisthaler Filmanstalt GmbH (JOFA-ATELIER) wurde gegründet. Dort entstanden zahlreiche Filme, zum Beispiel: die Studioaufnahmen für Nosferatu 1929 wurde von Stummfilm auf Tonfilm umgestellt. In den 1930er Jahren wurden die Studios durch die Tobis - Filmkunst GmbH übernommen. Den Tobis - Standort übernahm nach Kriegsende die DEFA. Dort entstand 1964 der erste deutsche Nachkriegsfilm, “die Mörder sind unter uns“ mit Hildegard Knef in der Hauptrolle unter der Regie von Wolfgang Staude. In den folgenden Jahren entstanden hier Komödien und Synchronisationarbeiten.

Der erste Großplatten  -Experimentalbau der DDR wurde in Johannisthal,  1953 als Versuchsbau der Deutschen Bauakademie in der Engelhardstraße 11/13, errichtet. Maßgeblichen Anteil an der Entwicklung dieses Projekts hatte Carl Fieger. Der Ortsteil wurde am 13. August 1961 durch den Bau der Berliner Mauer, vom benachbarten West - Berliner Bezirk Neukölln, getrennt. Seid 2005 ist Johannisthal an das Berliner Autobahnnetz angebunden durch die Abfahrt Stubenrauchstraße der A113.