El barrio debe su nombre a la Parroquia de Nuestra Señora de Balvanera, construida en 1831. Dentro de sus límites se encuentra la tradicional plaza de Miserere. A la zona situada alrededor de la intersección de las avenidas Corrientes y Pueyrredón se la llama Once, nombre que proviene de la Estación Once de Septiembre.
Durante el siglo XIX, Balvanera era considerada un suburbio de Buenos Aires. Un censo de 1836 estimaba su población en 3625 habitantes. Casi todos vivían en quintas (pequeñas fincas), por lo que la zona era conocida como las quintas. Su avenida principal, hacia el oeste, era el Camino Real del Oeste, actualmente Rivadavia. A mediados de siglo, la parroquia se convirtió en cabecera del ferrocarril del oeste.
El lugar en donde se halla emplazada la plaza que da nombre al barrio fue inicialmente una quinta, conocida como Quinta de Miserere. Hacia 1814 se la denominó como Mataderos de Miserere, llamándose Hueco de los corrales en 1817 y Mercado del Oeste por 1850. También fue conocida como Mercado o Plaza 11 de Septiembre. La denominación Plaza Miserere data de 1947.
En esta plaza se encontraron las fuerzas que reconquistaron la ciudad invadida por los ingleses en 1806, y durante la Segunda invasión inglesa, en 1807, las tropas de Liniers fueron vencidas en este lugar.
El primer censo realizado en Balvanera fue en el año 1833, y arrojó la cantidad de 3135 habitantes, cuando la ciudad de Buenos Aires contaba con 62.228 hab. El segundo censo del año 1855, la cifra fue de 5936 habitantes.
El Mercado 11 de Septiembre funcionó hasta 1882, fecha en donde el intendente Torcuato de Alvear inició la delimitación de la plaza y en 1913 sufrió una remodelación importante cuando se construyó la estación de subterráneos que se encuentra debajo de ella.
El 20 de diciembre de 1882, fue inaugurada la Estación Once de Septiembre, en el centro del barrio, siendo una de las tres más importantes terminales ferroviarias de la Ciudad de Buenos Aire. Construida en un estilo neorrenacentista, por el arquitecto holandés John Doyer entre los años 1895 y 1907.
Balvanera tenía una fuerte tradición política que identificaba al barrio (la actual sección electoral 9) con el caudillo Adolfo Alsina, y luego con los caudillos de la Unión Cívica Radical (UCR), Leandro Alem e Hipólito Yrigoyen.
Hacia 1900 se asociaba a Balvanera con las violentas protestas electorales, y con los burdeles de Junín y Lavalle, zona en la que según Jorge Luis Borges, el tango adquirió sus matices eróticos más notorios. El crecimiento natural y el desarrollo del ferrocarril consiguieron por esa época que el barrio empezara a ser parte de la ciudad.
La dominante presencia de los inmigrantes no logró que se apagara la fama de Balvanera como barrio de guapos (cuchilleros), de milongas (lugares de baile) y tango. En 1909 en Balvanera habitaba un 25,6% de población italiana, levemente superior al 22,7% del total de la población de la Ciudad de Buenos Aires. Contiguos a este enclave y muy cercanos a la Plaza Miserere, se ubicaron los judíos-rusos que llegaron a Buenos Aires. Todas las quintas que en esa época rodeaban la zona fueron loteados y cuando se ofrecieron para la venta esas tierras primero las cercanas al mercado 11 de septiembre, pero luego en 1880 en todo el barrio.
La inauguración del Mercado del Abasto en 1934 significó la reafirmación del barrio como zona comercial. Al final de los años 1970, el barrio se convirtió en una zona favorecida por las tiendas de electrónica de importación, a la vez que mantenía su tradición textil; las nuevas comunidades de inmigrantes coreanos y chinos pasaron a tener una presencia relevante en diversas actividades comerciales.
A fines de 1998 fue inaugurado el Centro comercial del Abasto, que modificó el entorno de una parte del barrio, se cerraron muchos inquilinatos y fueron desalojadas casas ocupadas por inmigrantes de bajos recursos. El nuevo "shopping" tiene una superficie de 21.135,3 m², siendo uno de los más grandes de Buenos Aires.5 El Abasto fue un éxito instantáneo y vino acompañado con las construcciones del hotel Holiday Inn Select Abasto, del complejo Torres de Abasto y de un hipermercado Coto.
En diciembre de 2004 ocurrió el incendio del local República Cromañon, en la que murieron 194 personas durante el recital de Callejeros y en febrero de 2008 ocurrió el Incendio de Lavalle 2257, uno de los que más se demoró en controlarse en toda la historia de la ciudad (30 horas).En febrero de 2012 ocurrió un choque de tren, dejando un saldo de cincuenta y un muertos.
Actualmente, están registradas más de 25 mil tiendas en Balvanera, en parte porque las regulaciones locales favorecen al comercio. Muchos edificios de departamentos alojan a una o más tiendas en su planta baja.