Suas extensas terras compreendiam as planícies de Inhaúma, limitadas pela Serra da Misericórdia. Inicialmente pertenciam ao engenho da Pedra ou de Bonsucesso, e se expandiam desde a orla da Baía de Guanabara até Inhaúma. A rainha Dona Carlota Joaquina, esposa de Dom João VI, comprou uma quarta parte do engenho, com uma casa com 15 quartos, em frente a uma fileira de palmeiras, próxima à atual rua Dona Luísa. O engenho ficava em uma planície e a casa em uma pequena elevação. Essa é a origem do nome do bairro.

No fim do Segundo Reinado, as terras foram adquiridas pelo Coronel Antonio Joaquim de Sousa Botafogo, um republicano, ligado a Floriano Peixoto.

A história do Engenho da Rainha coincide com a ocupação de Inhaúma e o atual bairro passou a compreender a baixada do trecho entre o morro do Engenho da Rainha e as elevações da Serra da Misericórdia, atravessada pelo rio Timbó. Nela foi implantada, em 1876, a E. F. Rio D’Ouro e foi construída a estação Engenho da Rainha, em funcionamento até a extinção do ramal em 1966/1970. Seu leito foi aproveitado pela Companhia do Metropolitano do Rio de Janeiro – Metrô, para a construção da Linha 2. A estação Engenho da Rainha foi inaugurada em 1991.

As vias principais do bairro são a avenida Automóvel Clube, atual Pastor Martin Luther King Jr., implantada entre 1922 e 1926, por uma Comissão do Automóvel Clube do Brasil que foi a primeira ligação entre Rio e Petrópolis e a estrada Velha da Pavuna, atual Ademar Bebiano.

Engenho da Rainha tem grandes conjuntos habitacionais, comunidades como o do Parque Proletário Engenho da Rainha. Há um complexo de pedreiras na Serra da Misericórdia que, praticamente, arrasou grande parte das suas encostas.