Der Ort liegt am nördlichen Rand von Wien am rechten Ufer der Donau zwischen dem Nußberg und dem Leopoldsberg im Waldbachtal. Im Norden grenzt der Klosterneuburger Stadtteil Weidling an den Ort und im Osten der Floridsdorfer Bezirksteil Jedlesee. Im Süden des Kahlenbergerdorfs liegt der Döblinger Bezirksteil Nußdorf und im Westen Josefsdorf. In den Weinbergen oberhalb des Ortszentrums befindet sich der Pfarrfriedhof Kahlenbergerdorf. Die Katastralgemeinde Kahlenbergerdorf erstreckt sich über eine Fläche von 226,01 ha. Ihr Gebiet gehört zum statistischen Zählbezirk Nußdorf-Kahlenbergerdorf.
Der Name des Ortes ist bereits seit Jahrhunderten Kahlenbergerdörfl. Erstmals urkundlich erwähnt wurde der Ort 1133/36 als de Chalwenperge. Der Leopoldsberg hieß bis 1693 Kahlenberg und ist nicht mit dem benachbarten heutigen Kahlenberg zu verwechseln, an dem das Kahlenbergerdorf keinen Gebietsanteil hat.
Im 12. Jahrhundert trat im Ort das Geschlecht der Chalenperger auf. Die Bewohner waren Bauern, die im Wesentlichen für den Eigenbedarf produzierten. Für den Verkauf wurde Wein, aber auch Obst angebaut. Ende des 12. Jahrhunderts war der Weinbau am Kahlenberg bereits im großen Stil betrieben worden. Der lokale Herzog und das Stift Klosterneuburg unterhielten viele Weingärten. Das Stift besaß sogar eine eigene Weinpresse, die es jedoch auf Wunsch des Fürsten diesem überließ. In der Folgezeit kamen auch zahlreiche andere Klöster und Kirchen in Besitz von Weingärten im Kahlenbergerdorf, etwa Zwettl, Lillienfeld, Kremsmünster, St. Bernhard und St. Dorothea. Auch Bergbau wurde betrieben, urkundlich belegt ist er von 1547 bis 1618. Anfangs ist in den Quellen nur allgemein von Erz die Rede, später von Silber. Die Vorkommen auf dem Leopoldsberg sind jedoch derart mager, dass sie bald als erschöpft galten. Von 1330 bis 1339 war Gundacker von Thernberg, genannt der „Pfaff vom Kahlenberg“, im Kahlenbergerdorf Pfarrer. Phillip Frankfurter schrieb die sich um den Pfarrer rankenden Anekdoten im 15. Jahrhundert nieder (Des pfaffen geschicht und histori vom Kalenberg)
Die 1256 erstmals als eigenständige Pfarre erwähnte Kirche des Kahlenbergerdorfs wurde 1529 bei der ersten Wiener Türkenbelagerung zerstört und danach wiedererrichtet. Wegen seiner Lage am Donauufer litt der Ort aber auch unter starken Überschwemmungen. Die Anlage des Kuchelauer Hafens 1901-1903, eines Vor- und Wartehafens für die Einfahrt in den Donaukanal, brachte jedoch einen wirksamen Hochwasserschutz. Nach Auflassung einer Einsiedelei der Kamaldulenser auf dem Kahlenberg wurde das Gebiet als Baustelle vergeben, auf der eine kleine Ansiedlung entstand, die 1784 zu Ehren Kaiser Joseph II. den Namen Josefsdorf erhielt. Auf Grund der Lage am Rande des engen Tals zwischen Donau und Leopoldsberg konnte sich das Kahlenbergerdorf sein ursprüngliches Ortsbild erhalten. Es wuchs auch weniger stark als andere Bezirksteile von Döbling. Möglicherweise führten auch Überschwemmungen dazu, dass der Ort im 18. Jahrhundert schrumpfte. 1795 hatte der Ort 24 Häuser, 1831 um fünf mehr mit 234 Einwohnern. Bis 1890 wuchs der Ort auf 52 Häuser mit 486 Menschen an. 1892 wurde das Kahlenbergerdorf bis zur Nase des Leopoldsberges gemeinsam mit den benachbarten Wiener Vororten Sievering, Grinzing, Oberdöbling, Unterdöbling, Nußdorf und Heiligenstadt zu Wien eingemeindet, die in der Folge den Bezirk Döbling bildeten. Der Rest des Kahlenbergerdorfes kam an Klosterneuburg. 1954 wurde die Grenze zwischen Wien und Klosterneuburg von der Nase zur Donauwarte verschoben, seither gehört auch der nordöstliche Steilabfall des Leopoldsberges zur Donau zum Kahlenbergerdorf.Seit 1930 besitzt das Kahlenbergerdorf mit der Gruppenwache Kahlenbergerdorf einen Standort der Berufsfeuerwehr Wien.Bis 2004 hatte Kahlenbergerdorf auch einen Haltepunkt an der Franz-Josefs-Bahn.
Um 1800 war die Gemeindefläche knapp zur Hälfte mit Wald und zu einem Viertel mit Rebflächen bedeckt. Obstgärten und Äcker machten zusammen nicht einmal zehn Prozent aus. War der Weinbau auch dominierend, so wurde im 19. Jahrhundert eine Brauerei geplant. Nach der Bewilligung 1839 wurde jedoch statt Bier Spiritus und danach Essig erzeugt. Die Produktion lief bis etwa 1860. Daneben bestand im Kahlenbergerdorf ab 1834 bis etwa 1870 eine Zuckerfabrik. Durch die Anlegung des Kuchelauer Hafens um 1900 sollte das Kahlenbergerdorf auch von der Schifffahrt profitieren. Der Hafen konnte jedoch nie einen Stellwert wie der Nußdorfer Hafen erlangen. Als Vor- und Wartehafen für den Hafen Freudenau geplant, war er für viele, aber kleine Schiffe gedacht, jedoch konnte er bis zum Zweiten Weltkrieg nur eine Bedeutung für den Holzhandel erreichen. Danach wurde er zu einem Freizeithafen für Rudervereine und Motorboote.
