Härmälän alue on historiallisesti osa Tammerkosken jakokuntaa ja Pirkkalan suurpitäjää. Alueella sijaitsi kaksi taloa, jotka 1629 yhdistettiin yhdeksi ratsutilaksi. 1759 tila siirtyi Hatanpään kartanon omistukseen. Kaupunginosa on saanut nimensä Härmälän talosta, joka sijaitsi Pirkkalan maantien varressa nykyisen Kalmar Industries Oy Ab:n alueella. Härmälässä jatkui maaseutumainen asutus ja maanviljely pitkälle 1900-luvun puolelle. Pyhäjärven rannassa oli lisäksi huvila-asutusta.

Kehitys kaupunginosaksi alkoi, kun alue 1920-luvun alussa liitettiin Tampereen kaupunkiin. Uusi Härmälä-niminen esikaupunki perustettiin vuonna 1925 ja samalla hyväksyttiin alueen ensimmäinen omakotiasumiseen painottuva osa-asemakaava. Härmälä rajautuu lännessä Pirkkalan kuntaan, pohjoisessa Pyhäjärveen, idässä Rantaperkiön ja etelässä Sarankulman kaupunginosiin. Idässä kaupunginosaa rajaa lisäksi Tampereelta Helsinkiin ja Turkuun johtava rautatie.

Kaupunginosan muotoutumiseen on 1930-luvulta alkaen vaikuttanut merkittävästi valtion lentokonetehtaan ja sitä palvelevan lentokentän rakentaminen alueelle. Lentokenttä, lentokonetehdas ja ilmailuvarikko valmistuivat kaikki samana vuonna 1936. Niillä oli valtava työllistävä vaikutus, minkä vuoksi kaupunginosa alkoikin kasvaa 1930-luvulla nopeasti.

1970-ja -80-luvuilla kaupunginosassa tapahtui suuria muutoksia lentokoneiden valmistuksen päättyessä ja lentokentän siirtyessä Pirkkalaan. Entinen lentokentän alue kaavoitettiin omakotiasumisen ja teollisuuden käyttöön. Alueen lounaiskulmaan syntyi lisäksi aiemmin Pirkkahallina tunnettu monitoimikeskus, joka nykyään tunnetaan nimellä Tampereen messu- ja urheilukeskus.

Härmälän kaupunginosan ensimmäinen osa-asemakaava vahvistettiin 1925. Kaavassa Talvitien ja Lepolantien väliin tuli 163 omakotitonttia. Rakentaminen pääsi käyntiin 1920-luvun lopulla. Omakotiasuminen oli tuolloin erityisen suosittua, ja kaupunkiin syntyikin samaan aikaan useita uusia omakotialueita.

Härmälä rakentui omakotikaupunginosaksi pääasiassa 1930-luvun aikana. Miesten etunimillä nimettyjen katujen alue Heikistä Tarmoon on puhtaasti 1930-luvun rakennuskautta. Sen itäpuolinen alue Talvitieltä Lepolantielle on sekoitus vanhempaa 1920-luvun ja sen jälkeisestä rakennuskantaa. Alueen pääväylän, Pirkkalaan vievän Nuolialantien varteen rakennettiin kaksikerroksisia puukerrostaloja, joiden katutasossa oli liiketiloja. Myöhemmin, 1960-80 luvuilla Härmälän länsiosiin rakentui suurempiakin kerrostaloja, pääasiassa Valmetin työväestöä varten.

1980-luvulla Härmälän entinen lentokentän alue kaavoitettiin kiitotien pohjoispuolelta omakotitonteiksi ja eteläpuolelta teollisuustonteiksi. Vähitellen vuosikymmenten kuluessa rakentuneen Härmälän rakennuskanta on moni-ilmeinen. Sen rakennuskannassa ovat omilla alueillaan edustettuina lähes kaikki itsenäisyyden ajan omakotitalotyypit.

Härmälän omakotialueiden keskellä sijaitseva Vähäjärvi ja sitä ympäröivät viheralueet (yht. 15,3 hehtaaria) on säilytetty erittäin runsaan linnustonsa vuoksi pääasiassa luonnontilaisena. Järven ympäri kiertävä pitkospuupolku tarjoaa alueen asukkaille tilaisuuden ainutlaatuisen luontoretkeilyyn lähellä kaupungin keskustaa.