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Eidelstedt grenzt im Norden an den Hamburger Stadtteil Schnelsen, im Osten an Niendorf, im Süden an Stellingen und Bahrenfeld, im Südwesten an Lurup und im Nordwesten an die schleswig-holsteinischen Gemeinden Halstenbek und Rellingen.
Eidelstedt, das weit bis ins 18. Jahrhundert hinein noch Eilstede, Eylstedt oder Eylenstede genannt wurde, wurde erstmals 1347 im Verzeichnis des Pastors der Eppendorfer Kirche genannt. Zu dieser Zeit wurde auch die Eidelstedter Mühle erstmals erwähnt. Als klar umgrenzte Feldmark im Jahre 1588 bestand Eidelstedt aus „acht vollen und fünf halben Bauernhöfen“ sowie zwölf Katen, von denen eine für den Gemeindehirten bestimmt war.
Der Name mit der Nachsilbe -stedt weist möglicherweise bereits auf die sächsische Gründung eines Runddorfes hin, durch einen ersten Siedler namens Eyler und bedeutet entsprechend Wohnstätte des Eylers. Nach einer anderen Lesart wird er jedoch von Ilenstätten abgeleitet, einer Blutegelstätte, da bis zum Ende des 19. Jahrhunderts in der durch den Ort führenden Mühlenau und im Mühlenteich Blutegel zur medizinischen Verwertung gefangen wurden.
Mit dem Gottorfer Vergleich kam Eidelstedt 1768 als Teil der Herrschaft Pinneberg zum dänischen Gesamtstaat. Das Dorf wurde von dem Eppendorfer Kirchspiel abgetrennt und zur neuen Niendorfer Kirche eingepfarrt.
1908 noch berichtete Henning Oldekop in seiner Topographie des Herzogtums Holstein von einer überwiegend ländlichen Struktur mit vorwiegend Milchwirtschaft, Garten- und Gemüsebau und zehn Baumschulen und Gärtnereien. Dennoch gab es schon eine ausgedehnte Industrieproduktion (Lack und Firnis, Holzessig, Drahtnetze, Kalksandstein, Dünger, Fischkonserven und Bier), die den Anwohnern der Produktionsstätten im wahrsten Sinne des Wortes „stank“. In den 1920er Jahren verschwand dann das Jaarsmoor im Nordwesten. Der Eidelstedter Brook im Norden und das Sprützfeld im Westen wurden abgeholzt und bebaut.
1927 wurde Eidelstedt nach Altona eingemeindet, 1937 dann ein Groß-Hamburger Stadtteil.
Am 27. September 1944 wurde am Friedrichshulder Weg, im heutigen Stadtteil Lurup, das Frauenlager Eidelstedt als Außenlager des KZ Neuengamme eingerichtet.
Seit 1951 gehört Eidelstedt zum Hamburger Bezirk Eimsbüttel.
1979 kam es zu einem Parlamentarischen Untersuchungsausschuss in Hamburg wegen chemischer Kampfmittel- und Giftfunde auf dem Gelände der Chemischen Fabrik Stoltzenberg am Farnhornstieg im südlichen Zipfel von Eidelstedt.
