Das heutige Gebiet des Prenzlauer Bergs entwickelte sich zur Gründerzeit Ende des 19. Jahrhundert rasant zu einem städtischen Wohnquartier. Nach der Wohnbebauung wurden auch zahlreiche öffentliche Einrichtungen gebaut. Zwischen 1870 und 1880 entstanden der Zentralvieh- und Schlachthof, eine Markthalle und ein Hospital. Ende der 1890er Jahre kamen aus überwiegend hygienischen Gründen Volksbadeanstalten an die Reihe.

Der damalige Stadtbaurat Ludwig Hoffmann lieferte 1897 konkrete Baupläne für ein Stadtbad an der Oderberger Straße. Im Jahr 1899 begannen die Bauarbeiten. Das Gebäude im Stil der Neorenaissance konnte am 1. Februar 1902 eröffnet werden. Sämtliche Verzierungen und Skulpturen wurden nach Vorlagen des Bildhauers Otto Lessing angefertigt.

Im Jahr 1936 erfolgten einige bauliche Veränderungen. Die von Hoffmann konzipierten Lichthöfe wurden nun aus Platzmangel überbaut. Den Krieg überstand das Gebäude aber ohne große Schäden. Auch in der DDR wurde es weiterhin als Stadtbad genutzt. Im Jahr 1977 erhielt es zusätzlich eine Sauna. Das Bad musste zum 11. Dezember 1986 aus Sicherheitsgründen geschlossen werden. Die bereits fertigen Sanierungs- und Umbaupläne konnten jedoch bis zur Wende nicht mehr realisiert werden. Die Wannen- und Duschbäder und die Sauna waren noch einige Zeit in Betrieb, wurden jedoch 1994 und 1997 ebenfalls geschlossen. Die Planungen aus DDR-Zeiten für eine Sanierung wurden nach der Wende nicht weiterverfolgt.

Im Jahr 1990 gründete sich eine Bürgerinitiative, die die Sanierung und die erneute Nutzung als Badeanstalt forderte. Der Berliner Senat nahm das Stadtbad 1991 in seine Sanierungsliste auf und plante 45 Millionen DM dafür ein. Diese Pläne wurden 1994 aus Geldmangel wieder aufgegeben. In den Folgejahren organisierte die Bürgerinitiative verstärkt kulturelle Veranstaltungen im Becken. Im Jahr 2000 ging aus der Bürgerinitiative die Genossenschaft Stadtbad Oderberger Straße, die die Immobilie erwerben und den Betrieb des Bades organisieren wollte. Im Jahr 2002 kauften die inzwischen 1000 Mitglieder der Genossenschaft das Stadtbad. Die Sanierungssumme wurde auf mindestens 16,5 Millionen Euro geschätzt. Im Jahr 2005 scheiterte endgültig die dafür notwendige Projektförderung.

Im Januar 2007 erwarb die Stiftung Denkmalschutz Berlin das Gebäude für 100.000 Euro von der Genossenschaft. Die geschätzten Gesamtkosten waren inzwischen auf 17 Millionen Euro gestiegen. Im Juni 2008 wurde bekannt, dass die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung in Aussicht gestellte Fördermittel in Höhe von 2,5 Millionen Euro nicht bereitstellen wird, wodurch sich die Sanierung erneut verzögerte. Das Bad wurde nun zunächst wieder für kulturelle Zwecke zwischengenutzt, um die laufenden Kosten des Gebäudes zu decken.

Im Juli 2008 wurde bekannt, dass das angrenzende GLS-Sprachenzentrum Interesse hat, das Gebäude zu übernehmen. Die Schwimmhalle soll saniert und in den Freizeitbereich der Schule integriert werden, jedoch teilweise auch öffentlich zugängig sein. Im Rest des Gebäudes sind Hotelzimmer vorgesehen. Die Pankower Bezirksverordnetenversammlung gab im September 2011 diesem Konzept seine Zustimmung. Zwei weitere Konzepte wurden abgelehnt. Die Stiftung Denkmalschutz Berlin verkaufte nach diesem Beschluss das Bad im Dezember 2011 an die GLS Sprachenschule.

Im Jahr 2011 begannen erste Voruntersuchungen, um den baulichen Zustand, die Materialien und die Reihenfolge der Arbeiten bestimmen zu können. Die Sanierungsarbeiten begannen im Jahr 2012. Der eigentliche Schwimmbadbereich wurde bis zum Start der Sanierungsarbeiten im Herbst 2012 weiterhin kulturell genutzt. Im August 2013 erhielt die Sprachenschule die Baugenehmigung. Insgesamt sind für die denkmalgerechte Sanierung des Stadtbads rund 12 Millionen Euro veranschlagt.

Die Wiedereröffnung des Bades ist für das Jahr 2015 geplant. Zusätzlich zum rekonstruierten Schwimmbecken in seiner ursprünglichen Größe wird ein kleiner Spabereich vorgesehen. Die Eintrittspreise werden sich an denen der Berliner Bäderbetriebe orientieren. An zwei Tagen die Woche soll das Schwimmbad geschlossen sein und das Gebäude für Veranstaltungen genutzt werden. Für diesen Zweck wird ein Hubboden in das Schwimmbecken eingebaut. Dieser wird bei Bedarf nach oben gefahren, das Wasser bleibt darunter im Becken.

Die CDU Prenzlauer Allee wird gemeinsam mit der Frauen Union Pankow exklusiv am 11. September 2014 eine Veranstaltung im Stadtbad durchführen und den Bau kurz vor der Wiedereröffnung besuchen.