Xã Nội Bài được hình thành trên cơ sở nhập toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của các xã: Hiền Ninh, Thanh Xuân, Phú Cường (huyện Sóc Sơn); phần lớn diện tích tự nhiên và dân số của xã Phú Minh, Quang Tiến (huyện Sóc Sơn); một phần diện tích tự nhiên và dân số của xã Mai đình (huyện Sóc Sơn).