L'area del Parco costituisce un naturale collegamento verde verso nord tra la valle solcata dal fiume Aniene, le aree di verde pubblico dei quartieri di più recente costruzione (Casal Monastero e Torraccia) e l'agro romano. La zona del Parco a monte del fosso, che comprende anche testimonianze di epoca romana come i resti di una villa suburbana di epoca imperiale, venne utilizzata per attività agricole subendo tutte quelle trasformazioni necessarie per la coltivazione dei terreni e per l'allevamento del bestiame e oggi costituisce un affascinante ecosistema rurale-urbano. Più recente la testimonianza di alcuni casali, risalenti ai secoli XIX e XX.
Il territorio che circonda Aguzzano, ha avuto notevole importanza fin da epoca molto antica. La presenza della via Tiburtina e del fiume Aniene hanno favorito lo sviluppo agricolo e commerciale della zona in epoca romana, come testimoniano i resti di una villa di epoca imperiale portati alla luce all'interno del Parco. Quando Roma perde l'egemonia politica e commerciale il territorio agricolo regredisce e si spopola, diventando terreno di aspre battaglie come testimoniano le numerose torri di vedetta. Per secoli la campagna diventa inospitale, usata per l'allevamento del bestiame, fino alla bonifica dell'Agro Romano (1870) quando il territorio viene trasformato e si realizzano i quattro casali oggi presenti nel Parco. L'edificazione del territorio risulta scarsa fino alla fine della seconda guerra mondiale; la zona, quasi interamente di proprietà della famiglia Talenti, fa parte dell'Agro Romano, dove i casali si alternano a bei viali alberati e campagna coltivata. I primi nuclei abitati, come Rebibbia e San Basilio, sorgono soprattutto lungo la via Tiburtina, ma è già presente sulla via Nomentana un nucleo di casette in via del Podere Rosa. La rapida trasformazione del territorio intorno all'attuale Parco inizia nei primi anni '50 quando, dopo la guerra, si assiste in tutta la città ad una fase di espansione e di ricostruzione. I grandi proprietari terrieri si trasformano in costruttori, vendono parte delle proprietà o costruiscono in prima persona interi quartieri. In questi anni viene edificato Montesacro, al di là di via Nomentana; Rebibbia e Podere Rosa si espandono e si intensificano; nasce San Cleto tra via Nomentana e via del Casale di San Basilio. Successivamente, a partire dagli anni '70, vengono realizzati i grandi quartieri Casal de' Pazzi e Nuovo Rebibbia. Nel 1990, infine, la costruzione del quartiere Cecchina-Nomentano cancella una delle poche aree agricole superstiti. La stessa area del Parco era inserita come edificabile nel Piano Regolatore Generale del 1962 ma l'opposizione tenace delle associazioni ambientaliste ha fatto sì che nel 1989 divenisse Parco Regionale Urbano.
In seguito ad alcuni scavi archeologici effettuati nel 1982 in prossimità del Casale Nuovo di Aguzzano, sono state portate alla luce alcune strutture in opera reticolata, alcuni ambienti termali e vani con pavimento a mosaico appartenenti ad una villa romana di epoca imperiale.
