A região pertencia ao antigo Engenho do Mato, contínuo ao Engenho da Rainha. Lá se encontravam as estradas Velha e Nova da Pavuna (atuais Ademar Bebiano e Av. João Ribeiro), que prosseguiam juntas em uma só via, atravessando a garganta entre o morro do Juramento e a serra da Misericórdia, rumo a Irajá. Essa passagem foi aproveitada pela Estrada de Ferro Rio D’ Ouro, quando de sua construção, no ano de 1876, e nela foi instalada a estação Engenho do Mato.

A E. F. Rio D’ Ouro foi extinta na década de 1960, mas o bairro continuou servido pelos trens da antiga Estrada de Ferro Melhoramentos do Brasil (atual linha auxiliar), com sua estação Tomás Coelho. Seu nome é uma homenagem ao Conselheiro Thomaz Coelho, Ministro da Guerra no 2º reinado (Dom Pedro II), que instalou o Colégio Militar na Tijuca, em 1889.

Com a construção da Linha 2 da Companhia do Metropolitano do Rio de Janeiro – Metrô, foi inaugurada a estação de Tomás Coelho no dia 23 de setembro de 1996. Aí foi construído viaduto ligando a estrada Velha da Pavuna (Ademar Bebiano) a avenida Automóvel Clube (Pastor Martin Luther King Jr.) e a rua Silva Vale, que faz o acesso do bairro à Madureira.

Tomás Coelho é, em sua maior parte, um bairro residencial, com algumas indústrias na rua Silva Vale. Sua área se estende entre os morros dos Urubus, do Juramento e a serra da Misericórdia. Nessas encostas localizam-se comunidades como o Parque Silva Vale, Juramento, Nova Maracá e Juramento II, próximas a conjuntos habitacionais.