สถานีตำรวจนครบาลบางเขนเป็นสถานีตำรวจเก่าแก่ก่อตั้งขึ้นในรัชสมัยรัชกาลที่ ๖ เมื่อ พ.ศ.๒๔๖๐ เดิมชื่อ สถานีตำรวจนครบาลสี่แยกบางเขน ตั้งอยู่ที่หมู่ ๕ แขวงตลาดบางเขน เขตบางเขน กรุงเทพมหานคร ซึ่งที่ทำการครั้งแรกนั้น ได้รับการบอกเล่าจากผู้เฒ่าผู้แก่ว่าอยู่บริเวณตลาดบางเขนเดิม ใกล้กับที่ดินจัดสรรรถไฟริมถนนศรีรับสุขหรือถนนวิภาวดีรังสิตในปัจจุบัน และปัจจุบันนี้เป็นที่ตั้งของศูนย์สาธารณสุขที่ ๑๗ ใกล้กับโรงเรียนบางเขน (ไว้สาลีอนุสรณ์) ต่อมาได้มีการย้ายที่ทำการไปอยู่บริเวณริมคลองถนนพหลโยธินฝั่งตะวันตกเชิงสะพานบางบัวด้านทิศเหนือ ซึ่งย่านนั้นเป็นเขตของตำบลกูบแดง อำเภอบางเขน กรุงเทพมหานคร จึงได้เปลี่ยนชื่อมาเป็น “โรงพักกูบแดง” ปัจจุบันเป็นที่ตั้งของโรงเรียนปราโมชวิทยาทาน
     ปัจจุบันสถานีตำรวจนครบาลบางเขน มีพื้นที่รับผิดชอบประมาณ ๔๐ ตารางกิโลเมตร ตั้งอยู่เลขที่ ๔๐ ถนนพหลโยธิน แขวงอนุสาวรีย์ เขตบางเขน กรุงเทพมหานคร บนที่ดินราชพัสดุ เนื้อที่ ๙ ไร่ ๔๓ ตารางวา
     อาคารที่ทำการหลังเดิมนั้น ได้ก่อสร้างตั้งแต่ปี พ.ศ.๒๔๘๓ และใช้เป็นที่ทำการเรื่อยมาจนถึง พ.ศ.๒๕๔๐ กรมตำรวจจึงได้รับการจัดสรรงบประมาณเพื่อสร้างอาคารที่ทำการ สถานีตำรวจนครบาลบางเขนแห่งใหม่ซึ่งก่อสร้างแล้วเสร็จ เมื่อวันที่ ๑๕ เมษายน ๒๕๔๒ และเปิดใช้เป็นทางการเมื่อ วันพฤหัสบดีที่ ๑ กรกฎาคม ๒๕๔๒ จนถึงปัจจุบัน