Saray ve semt bu bölgedeki tepelerden Beşiktaş ve Ortaköy'e doğru inen, tümüyle koruluk yamaçlar üzerinde kurulmuştur. 15. ve 16. yüzyıllarda Osmanlı padişahlarının avlandıkları, hanedana ait bu geniş koruluk arazi, I. Süleyman'dan itibaren ilgi ve rağbet görmeye başladı. Daha sonra gelen padişahlar da Yıldız koru ve bahçelerine ilgi göstermişseler de Yıldız Sarayı'nın adı asıl II. Abdülhamid (hd 1876-1909) ile özdeşleşmiştir. Yıldız'ın bir semt olarak kurulmaya başlamasının tarihi Yıldız Sarayı'nın tarihine bağlıdır. 19. yy'ın ikinci yarısında, Serencebey Yokuşu'nun doğusunda Çırağan'a kavuşan bölgede ahşap konaklar ve evler yapılmaya başlandı.
Barbaros Bulvarı'nın açıldığı 1950'li yılların sonlarına kadar, bahçeler ve dutluklar arasına serpiştirilmiş fazla yoğun olmayan bir yerleşme dokusu vardı. Yıldız Sarayı'nın bir bölümü uzun süre Harp Akademileri olarak kullanıldığından semtte daha çok asker ve küçük memur aileleri ile eski İstanbullular yaşardı. 1960'lardan itibaren 1980'e kadar geçen sürede, Ihlamur Vadisi'ne inen ve Yıldız'a bakan yamaçlar üzerindeki yapılaşma olağanüstü hızlanırken, bulvar üzerinde ve anayollardaki binaların çoğu konut olmaktan çıkıp işyeri haline geldi.
1970'lerin başlarında Boğaziçi Köprüsü ve çevre bağlantı yollarının yapılması semti bir trafik düğümü haline getirmiştir.Günümüzde de Yıldız, İstanbul ilinin trafiğin en yoğun olduğu yörelerinden biridir.
2000'lerin Yıldız semtinin Barbaros Bulvarı'nın doğusuna düşen Yıldız Sarayı ve Yıldız Parkı'nın olduğu kesiminde, eski evlerini olmasa bile eski sokak dokusunu koruyan Serencebey Yokuşu yoğun bir konut bölgesidir. Barbaros Bulvarı'ndan ayrılıp ona paralel, kuzeye doğru parkın içinden çıkan Yıldız Caddesi'nin bir dirsekle kuzeye yöneldiği noktanın solunda Ertuğrul Tekkesi, sağında Conrad Oteli vardır. Bu bölgenin hemen altı Cihannüma Mahallesi'dir. Yıldız Caddesi'nden biraz daha yukarı çıkıldığında Beşiktaş Atatürk Anadolu Lisesi görülür. Yıldız Camii bu adanın kuzeybatısında yer alır. Daha kuzeyde, aynı tarafta Yıldız Teknik Üniversitesi bulunur. Caminin doğusunda ise Yıldız Sarayı ve Parkı'na çıkan ana kapı vardır.
^ab"5393 sayılı Belediye Kanunu"(PDF). mevzuat.gov.tr. 3 Temmuz 2005. s. 3. 1 Haziran 2024 tarihinde kaynağından(pdf) arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Eylül 2024. Madde 9- Mahalle, muhtar ve ihtiyar heyeti tarafından yönetilir.
^"Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi". Türkiye İstatistik Kurumu. Erişim tarihi: 9 Nisan 2024.Arşivlenmesi gereken bağlantıya sahip kaynak şablonu içeren maddeler (link)