สำนักอนามัยได้รับการยกฐานะจาก ฝ่ายสาธารณสุข เป็นสำนักอนามัย ตามประกาศกระทรวงมหาดไทย ลงวันที่ 22 มีนาคม 2517 โดยมีผลตั้งแต่ 13 มิถุนายน 2517 โดยระยะแรก ได้รับความร่วมมือจากองค์การยูนิเซฟ ในการสนับสนุนวัสดุ อุปกรณ์ เครื่องมือ เครื่องใช้ และยานพาหนะ แก่ศูนย์บริการสาธารณสุข จนถึงปี พ.ศ.2527 จึงหยุดความช่วยเหลือ หากกล่าวถึงงานด้านสาธารณสุข ในเขตกรุงเทพมหานครนั้น ถือได้ว่ากำเนิดขึ้นใน สมัยรัชกาลที่ 5 โดยตราเป็น พระราชกำหนด การสุขาภิบาลกรุงเทพ ร.ศ.116 (พ.ศ.2440) ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อ ป้องกันโรคติดต่อ มิให้เกิดแพร่หลาย มีการดำเนินการพัฒนา และขยายขอบเขตงาน จนถึงปัจจุบัน ทั้งนี้ สำหรับคำว่า "กรุงเทพมหานคร" เป็นชื่อที่ใช้มา ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2518 ภายหลังจากมีพระราชบัญญัติ ระเบียบบริหารราชการ กรุงเทพมหานคร ซึ่งเป็นลักษณะผสมระหว่าง ราชการบริหารส่วนกลาง ส่วนภูมิภาค และส่วนท้องถิ่น ซึ่งเดิมทีในปีพ.ศ. 2480 เป็นเทศบาลนครกรุงเทพ และเป็นเทศบาลนครหลวง พ.ศ. 2515

ดังนั้นจึงขอกล่าวถึงประวัติสำนักอนามัย ภายหลังจากที่อยู่ในความรับผิดชอบของกรุงเทพมหานคร ดังนี้
พ.ศ. 2479 กองสาธารณสุขพระนครได้โอนมาสังกัดอยู่ในเทศบาลนครกรุงเทพ ตั้งแต่ 27 พฤษภาคม 2480 และใช้ชื่อว่า กองสาธารณสุขพระนคร เทศบาลนครกรุงเทพ โดยแบ่งหน่วยงานดังนี้
        แผนกกลาง
        แผนกสุขาภิบาล หมวดสุขาภิบาล หมวดอาหาร และยา
        แผนกโรคติดต่อ
        แผนกสุขศาลา แบ่งเป็นหมวดสุขศาลา และหมวดโรคตา
        แผนกทันตกรรม
        แผนกสงเคราะห์แม่ และเด็ก
        แผนกโรงพยาบาล
        แผนกอนามัยโรงเรียน
        โรงฆ่าสัตว์
ทั้งนี้งานสุขาภิบาล ได้กำหนดพร้อมงานสาธารณสุข โดยงานระยะแรก ได้แก่ การเก็บขยะมูลฝอย อุจจาระ และรักษาความสะอาดทั่วไป เมื่อมีพระราชบัญญัติ จัดตั้งเทศบาลนครกรุงเทพขึ้น จึงย้ายมาอยู่ในความรับผิดชอบของเทศบาล โดยมีฐานะแผนกในสังกัดกองสาธารณสุขพ.ศ. 2489 เปิดสถานสงเคราะห์แม่และเด็ก สะพานมอญ ซึ่งปัจจุบัน คือศูนย์บริการสาธารณสุข 1 สะพานมอญ 

พ.ศ. 2496 เปลี่ยนชื่อจาก กองสาธารณสุขพระนคร เทศบาลนครกรุงเทพ เป็น กองสาธารณสุขเทศบาลนครกรุงเทพ 
จากนั้นจึงขยายสถานบริการไปยังพื้นที่อื่นๆ มากขึ้น เช่น สถานสงเคาระห์แม่และเด็กสมาคมสตรีไทย ถนนเพชรบุรี สถานสงเคาระห์แม่และเด็กวัดธรรมภิรตาราม สถานสงเคาระห์แม่และเด็กวัดกรมประชาสงเคราะห์ ถนนดินแดงสถานสงเคาระห์แม่และเด็ก ตลาดสะพานเหลือง เป็นต้น โดยงานของ สถานสงเคาระห์แม่และเด็กในระยะแรกส่วนใหญ่ เป็นการรักษาโรค ปลูกฝี ฉีดวัคซีนป้องกันโรค และการเยี่ยมบ้าน ต่อมาจึงเพิ่มบริการ ด้านการส่งเสริมสุขภาพให้เข็มแข็งยิ่งขึ้น เช่น การตรวจสุขภาพแม่และเด็ก สอนแนะนำวิธีเลี้ยงเด็ก โภชนาการ การปฎิบัติตนขณะตั้งครรภ์และหลังคลอด 

พ.ศ. 2504 ปรับปรุง และเปลี่ยนชื่อจาก สถานสงเคราะห์แม่ และเด็ก เป็นศูนย์บริการสาธารณสุข และมีนโยบายเพิ่มศูนย์บริการสาธารณสุขปีละ 6 แห่ง ต่อมาลดเหลือ ปีละ 3 แห่ง (จนครบ 18 แห่งในปี พ.ศ.2506) 

พ.ศ. 2506 เปลี่ยนชื่อจาก กองสาธารณสุข เทศบาลนครกรุงเทพ เป็น ฝ่ายสาธารณสุขเทศบาลนครกรุงเทพ โดยแบ่งหน่วยงานเป็นกองสุขาภิบาล (เดิมเป็นแผนกสุขาภิบาล) กองส่งเสริมสุขภาพ และกองควบคุมโรคติดต่อ (โดยรวมแผนกโรคติดต่อกับแผนก
โรงฆ่าสัตว์) 

พ.ศ. 2509 มีการเพิ่มหน่วยงานระดับกอง 2 กอง คือ กองสุขศึกษาและเผยแพร่ กองควบคุมการฆ่าสัตว์ เพิ่มหน่วยงานระดับแผนก ได้แก่ แผนกสถิติพยากรณ์ชีพ และแผนกเวชภัณฑ์และวัสดุ (ปัจจุบันเป็นกองเภสัชกรรม) สังกัดกองส่งเสริมสุขภาพ แผนกพยาบาลสาธารณสุข (ปัจจุบันเป็นกองการพยาบาลสาธารณสุข) สังกัดกองสุขศึกษาและเผยแพร่ 

พ.ศ. 2511 เพิ่มหน่วยงานสาธารณสุขเขต (ปัจจุบันคือศูนย์ประสานงาน) ในฝ่ายสาธารณสุขที่ศูนย์บริการสาธารณสุข 5 จุฬาลงกรณ์ เพื่อดูแลรับผิดชอบศูนย์บริการสาธารณสุข จากเดิมมี 5 กองขึ้นกับฝ่ายสาธารณสุข ได้แก่กองสุขศึกษา และเผยแพร่ กองสุขาภิบาล กองส่งเสริมสาธารณสุข กองควบคุมโรคติดต่อ กองควบคุมการฆ่าสัตว์ 

พ.ศ. 2512 เพิ่มสาธารณสุขเขต อีก 3 เขต ที่ศูนย์บริการสาธารณสุข 1 ศูนย์บริการสาธารณสุข 4 และศูนย์บริการสาธารณสุข 21 

พ.ศ. 2513 เพิ่มสาธารณสุขเขต อีก 1 เขต ที่ศูนย์บริการสาธารณสุข 33 วัดหงส์รัตนาราม และมีศูนย์บริการสาธารณสุขเป็น 23 แห่ง

พ.ศ. 2517 เปลี่ยนชื่อฝ่ายสาธารณสุข กรุงเทพมหานคร เป็น สำนักอนามัย กรุงเทพมหานคร ประกอบด้วยหน่วยงานระดับกอง 8 กอง (สำนักงานเลขานุการ กองส่งเสริมสาธารณสุข กองทันตสาธารณสุข กองอนามัยสิ่งแวดล้อม กองส่งเสริมสุขภาพ กองพยาบาลสาธารณสุข กองสัตวแพทย์สาธารณสุข และกองควบคุมโรค) ระดับฝ่าย 1 ฝ่าย และศูนย์บริการสาธารณสุข 40 แห่ง (ฐานะเท่ากอง) 

พ.ศ. 2521 รับโอนกิจการอนามัยรอบเขตชั้นนอกกรุงเทพมหานคร จากกระทรวงสาธารณสุข(เขตลาดกระบัง มีนบุรี หนองจอก บางเขน บางกะปิ พระโขนง บางขุนเทียน ภาษีเจริญ ราษฎร์บูรณะ ตลิ่งชัน และหนองแขม) ประกอบด้วยหน่วยงาน 72 แห่ง ได้แก่ หน่วยงานที่ใช้ชื่อศูนย์การแพทย์และอนามัย 6 แห่ง สถานีอนามัยขั้น 2 จำนวน 57 แห่ง และสำนักงานผดุงครรภ์ 9 แห่ง สำนักอนามัยได้เปลี่ยนชื่อหน่วยงานเหล่านี้เป็นศูนย์บริการสาธารณสุขสาขา 

พ.ศ. 2523 มีศูนย์บริการสาธารณาสุข 48 แห่ง 

พ.ศ. 2526 มีศูนย์บริการสาธารณาสุข 51 แห่ง 

พ.ศ. 2528 มีศูนย์ฯ 57 อย่างเป็นทางการ เมื่อ 20 มี.ค. 2528 (เดิมเป็นศูนย์ฯ สาขาของศูนย์ฯ 8 ที่โอนจาก กระทรวงสาธารณสุข เมื่อ1 ก.ย. 2521) ในปีนี้ สำนักอนามัยจึงมีศูนย์บริการสาธารณสุข เป็น 57 แห่ง 

พ.ศ. 2531 กองพยาบาลสาธารณสุข เปลี่ยนชื่อเป็น กองการพยาบาลสาธารณสุข ในปีเดียวกันนี้เปิดศูนย์ฯ 58อย่างเป็นทางการ (เดิมเป็นศูนย์ฯสาขาของศูนย์ฯ 39 ซึ่งตัดโอนจากกระทรวงสาธารณสุข)

พ.ศ. 2532 จัดตั้ง กองป้องกันและบำบัดการติดยาเสพติด (เดิมเป็นฝ่าย) และกองเภสัชกรรมพร้อมเปิด ศูนย์ฯ 59อย่างเป็นทางการเมื่อ 20 เม.ย. 2532 (เปิดให้บิรการเมื่อ 14 ก.ย.2531) 

พ.ศ. 2535 เปิดศูนย์ฯ 60 อย่างเป็นทางการเมื่อ 25 ก.ค. 2535 

พ.ศ. 2536 จัดตั้งกองควบคุมโรคเอดส์ เมื่อ 30 ส.ค. 2536 (เดิมเป็นศูนย์ป้องกัน และควบคุมโรคเอดส์ กรุงเทพมหานคร) พร้อมศูนย์ฯ 61 และ 62 ในปีเดียวกัน 

พ.ศ. 2543 เปิดศูนย์บริการสาธารณสุข 63 สมาคมแต้จิ๋วแห่งประเทศไทย อย่างเป็นทางการ เมื่อ 21 ส.ค. ซึ่งเดิมเปิดให้บริการแล้วตั้งแต่ 24 ธ.ค. 2538 เนื่องจากยังไม่ได้รับการอนุมัติกรอบอัตรา กำลังจึงใช้การเกลี่ยบุคลากรจากศูนย์ฯ ต่าง ๆ ในศูนย์ประสานงาน 1 ทั้งนี้สมาคมแต้จิ๋ว แห่งประเทศไทยอนุเคราะห์ที่ดินการก่อสร้าง และค่าน้ำ ค่าไฟ 

พ.ศ. 2544 จัดตั้งกองชันสูตรสาธารณสุข ซึ่งเดิมเป็นฝ่ายในกองควบคุมโรค ให้บริการตรวจทางห้อง ปฏิบัติการแก่ศูนย์บริการสาธารณสุข และสำนักงานเขตในกรณีตรวจหาสารปนเปื้อนในน้ำ อาหาร อากาศ หรือหาสารเคมีอื่น 


ปัจจุบัน สำนักอนามัย มีสำนักงานและกองต่างๆ จำนวน 13 แห่ง ทำหน้าที่สนับสนุนด้านวิชาการ แก่ศูนย์ฯพร้อมการวิจัย ประเมินผลและหารูปแบบการพัฒนาพฤติกรรมสุขภาพของประชาชน โดยมีศูนย์บริการสาธารณสุข 69 แห่ง และศูนย์บริการสาธารณสุขสาขา 73 แห่ง กระจายการบริการทางด้านการส่งเสริม ป้องกัน รักษา และฟื้นฟูสมรรถภาพ ครอบคลุมประชากรทั่วพื้นที่กรุงเทพมหานคร