1951 年10月15日，为方便北京第十六区（今门头沟区）煤矿工人出行，当时的公交一公司开通了由前门经阜成门、永定路、石景山至门头沟的京门路公交车，路长36.09 公里。这也是北京市第一次开通到远郊区县的公共汽车。（注：由于通州当时还隶属于河北省，故早于336开行的去往通县的342路不属于远郊公共汽车。）
1952 年1 月，西四至阜外西口区段改走西直门，路长43.29 公里。
1954 年1 月25 日，恢复走阜成门，路长40.19 公里。
1955 年7 月，缩至石景山发车，路长12.51 公里。
1956 年4 月，首站改至阜成门发车，西黄村至金顶街区段改走田村、苹果园，路长30.29 公里。
1956 年12月，京门路公交车改名为 36 路。
1959 年7 月13 日，由河滩往西改走新道，路长30.09 公里。
1960 年10 月25 日，由白堆子至八里庄区段改走直路。
1971 年5 月，因地铁施工，由阜成门缩至展览路发车，路长29.39 公里。
1972 年11 月，随全市公交线路调整，36 路改名为 336 路。
1983 年9 月29 日，因开通地铁苹果园至门头沟圈门的326路公交车，总站由门头沟圈门改为大峪，路长27.05 公里。
2002 年，正式开通行走于阜石路的336快车，采取大站距快车运营方式，并更换新上路的京华BK6180B型铰接客车，这也是第四客运分公司第一次使用柴油客车和18米级客车。
2007年12月，正式更换黄海DD6181S02型发动机后置铰接客车，并且一直用到今天。
2011 年，开通地铁摆站车。
2012 年4月27日起，由于水闸桥西疏堵工程，取消水闸站，增设城子职高站。
2012年12月30日起，因快速公交4号线开通运营，公交集团调整公交线路。其中，336路快车撤销，336路慢车撤销定慧桥北、定慧寺东、航天桥西、马神庙西、白堆子口西、甘家口东、阜外西口、展览路、阜成门，共9站，增设地铁海淀五路居站。总站由西二环阜成门缩短西四坏地铁海淀五路居站。线路长度由28.9公里缩短到22.85公里。原线路撤出路段将由快速公交4线、121路替代。
