Baltupių mikrorajono vietoje nuo XIV amžiaus žinoma stovėjus dvarui. XIX a. Baltupiai pateko į Riešės valsčių, buvo Gineitiškių dvaro valda.[3] 1905 m. Riešės valsčiaus Baltupių užusienyje ir Hofmano Baltupių-Paneriškių palivarke gyveno 52 žmonės. Senieji Baltupiai buvo įsikūrę prie dab. Kalvarijų gatvės, o dabartinis Naujakiemio gatvės kvartalas buvo atskira Naujakiemio gyvenvietė (Новоселки).[4] 1931 m. Baltupių kaime buvo 341 gyventojas.[5]
1978 m. Baltupių kaimo vietoje plečiantis Vilniui pradėtas statyti gyvenamasis mikrorajonas. Dalis kaimui priklausiusių namų išlikę iki šiol, tačiau sparčiai nyksta.
Pagrindinė Baltupių rajono gatvė – Didlaukio – pavadinta pagal lenkišką vietovardį, reiškiantį „didelis laukas“ (lenk.Wielkopole).