Xã Phúc Thịnh được hình thành trên cơ sở nhập toàn bộ diện tích tự nhiên, dân số các xã: Nam Hồng, Bắc Hồng, Vân Nội (huyện Đông Anh); phần lớn diện tích tự nhiên, dân số các xã: Nguyên Khê, Tiên Dương, Thị trấn Đông Anh (huyện Đông Anh); một phần diện tích tự nhiên, dân số các xã: Xuân Nộn, Vĩnh Ngọc (huyện Đông Anh).