Первое упоминание местности относится к 1584 году, когда в писцовую книгу было записано о пустоши Семчино на реке Жабне (приток Лихоборки). Пустошь была приписана к селу Топоркову, которым владел боярин Василий Иванович Шуйский. Название «Семчино» происходит от имени Семён, а именно от одной из устаревших форм Семча. В других источниках пустошь называют Семцинской.
Источники 1623 года уже упоминают деревню Семчино, состоящую из двух дворов и с тремя душами мужского пола. Деревня быстро росла, и спустя полтора десятка лет к 1639 году состояло из тринадцати крестьянских и пяти бобыльских дворов. Боярин К. П. Нарышкин приобрёл имение Семчино в 1676 году. Перепись 1678 года свидетельствует о том, что к этому моменту в сельце было 10 дворов и 33 человека мужского пола. После завершения строительства церкви в 1692, Семчино-Петровское стало полноправно называться селом.
В 1746 году владельцем села стал граф К. Г. Разумовский. При Разумовском крестьяне построили плотину на реке Жабне, и образовался живописный каскад прудов, сохранившихся и поныне под названием Академических или Больших Садовых.
Село Петровское на карте 1790 года:
В ходе войны 1812 года на территории села останавливалась французская конная армия маршала Нея, а по преданию, бывал тут и сам Наполеон; село было разграблено, храм осквернён.
Петровское на карте 1823 года:
В январе 1861 года усадьбу по высочайшему повелению выкупили за 250 тысяч рублей в казну «с целью учреждения агрономического института, фермы и других сельскохозяйственных заведений», и на землях Петровско-Разумовской усадьбы 3 декабря 1865 года открылась Петровская земледельческая и лесная академия (ныне Российский государственный аграрный университет (Сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева)).
С 1917 года Петровско-Разумовское входит в состав города Москвы.