20世纪80年代，一批科技工作者到中关村创办民营科技企业，形成电子一条街，引起中央领导的高度重视。1988年3月7日，中央财经领导小组召开会议，会议认为：北京“中关村电子一条街”兴办高技术产业的经验值得重视。根据中央精神，海淀区上报《关于在中关村地区成立北京新技术开发试验区的报告》。同年5月10日，国务院批复《北京市新技术产业开发试验区暂行条例》，北京市新技术产业开发试验区正式成立。
1992年 中关村高新技术企业改制1992年3月，北京市政府批准试验区配套改革方案。试验区选择6家企业进行股份制试点改革。1993年4月6日，北京比特实业股份有限公司成立，成为中关村第一家股份制企业。1993年8月10日，四通公司股票在香港上市招股，成为试验区第一家在香港股市挂牌的企业。1994年2月14日，联想公司在香港募集资金8.28亿元，轰动一时。截至1998年，试验区有股份制高新技术企业3283家。
1999年 中关村科技园区海淀园的创建试验区的创新发展得到各级政府高度重视。1999年6月5日，国务院批复北京市政府和科技部，原则同意《加快建设中关村科技园区的请示》，提出中关村要用十年左右时间把第一个国家高新技术产业开发区建设成为世界一流科技园区。中关村的功能由“高新技术产业试验区”升格为“综合改革试验区、国家科技创新实验基地、科技成果孵化和辐射基地、高素质人才的培养基地”。
2009年3月13日，国务院发布《关于同意支持中关村科技园区建设国家自主创新示范区的批复》，同年4月1日，北京市政府发布《关于同意加快建设中关村国家自主创新示范区核心区的批复》，决定中关村科技园区海淀园作为中关村国家自主创新示范区核心区，带动中关村国家自主创新示范区整体发展。
2010年，海淀区启动中关村科学城建设，总面积75平方千米，是中关村国家自主创新示范区核心区的核心。科学城内有中关村生态产业园、集成电路产业园和军民融合产业园等多家专业园区。2011年3月，北京市人民政府出台《关于加快建设中关村科学城的若干意见》，提出将中关村科学城建设成为国家高端人才集聚区、体制机制创新前沿阵地、科技成果转化的辐射源和战略性新兴产业策源地，使之成为具有全球影响力的科技创新中心的新地标。
2014年2月，北京被中央赋予新的定位--全国科技创新中心，9月，国务院发布《关于进一步创新体制机制，加快全国科技创新中心建设的意见》，在科技成果使用处置及收益管理，技术创新、市场导向机制等8个方面，提出一系列突破性改革举措，构建起"1+N"创新政策体系。海淀区成为深化改革试点，成为全国科技创新中心核心区，被赋予新的战略职责。
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