Pradėjus statyti rajoną, dar nebuvo aišku, kaip jis bus vadinamas. Siūlyti pavadinimai: Sudervėlė, Gilužiai, Salotė, Varnė, Ąžuolynė ir kt. Vienas iš variantų – Pilaitė – kai kam kėlė abejonių, mat faktas apie apylinkėse stovėjusią pilį tuomet dar atrodė diskutuotinas. Vis dėlto keliems istorikams ir kalbininkams įrodžius, kad pilis tikrai buvo, kad buvęs dvaro pavadinimas Zameczek atsirado ne šiaip sau, o Papilėnų kaimas galėjo būti tik prie pilies, nuspręsta pasirinkti dabartinį pavadinimą. Įdomus faktas – vieną iš būsimų Pilaitės aikščių netgi siūlyta pavadinti Bastilijos vardu, nes statybų pradžia sutapo su Prancūzijos revoliucijos 200 metų jubiliejumi.

Spėjama, kad dabartinės Pilaitės apylinkėse pirmoji bažnyčia stovėjo dar 1728 m., ji buvo medinė ir vadinta Šv. Arkangelo Rapolo vardu, apie jos sunykimą abstrakčiai užsimenama tik tiek, kad tai galėjo įvykti per Napoleono karus XIX a. pr. Naujos šventyklos teko palaukti ilgiau – 1999 m. šiuolaikinėje Pilaitėje įsteigta Šv. Juozapo parapija, tačiau dvejus metus pamaldos vyko mokyklos aktų salėje, kol 2001 m. baigta statyti koplyčia su parapijos namais. Jau tuo metu sklype palikta vietos didesnei bažnyčiai ateityje. 2016 m. kovą prasidėjo naujų maldos namų statyba, kertinis akmuo šventyklai atkeliavo iš Jeruzalės, kitas – iš Nazareto vienuolyno požemių. Numatyta, kad bažnyčią vienu metu galės lankyti apie 600 žmonių, energija aprūpins languose arba prie jų įmontuotos saulės baterijos, joje veiks geoterminis šildymas, bus liftas neįgaliesiems ir atskira koplyčia su garso nepraleidžiančiu stiklu šeimoms su mažais vaikais. Projekto autoriai – K. Akelaitis, G. Čaikauskas ir M. Šaliažmoras. Pilaitės parapijos klebonu pakviestas dirbti gerai visuomenei žinomas kunigas Ričardas Doveika.

Pastaroji įdomi tuo, kad tai pirmoji Vilniuje po Nepriklausomybės atkūrimo pradėta statyti mokykla. Tiesa, viskas gerokai užtruko – 1992 m. pradėti pirmieji darbai, tačiau vėliau, penketą metų, jie buvo sustoję. Galų gale nuspręsta vėl susiimti, ir 1998 m. mokykla, nors vis dar nebaigta, buvo atidaryta. Į šį neeilinį įvykį atvyko ir tuometiniai aukščiausi šalies pareigūnai. Tiesa, svarbu paminėti, kad nors mokykla statyta jau nepriklausomoje Lietuvoje, visos statybos technologijos ir projektas buvo paveldėtas dar iš ankstesnės epochos – tokių tipinių mokyklų iš stambiaplokščių detalių yra Pašilaičiuose bei Fabijoniškėse, tokia pati ir Pilaitės gimnazija.

Pilaitės idėja pasižymi paprastomis geometrinėmis formomis, lygiagrečiomis ir statmenomis gatvėmis. Kvartalai buvo statomi pagal vakarietišką modelį ta prasme, kad kiemai sukurti kaip tvirtovės, kurių svarbiausias šeimininkas – bendruomenė. Kiemai Pilaitėje iš tiesų erdvūs, o mąstant apie pėsčiųjų gerovę jie suprojektuoti neprieinami automobiliams. Kiekvienas namas turi po dvi laiptines, tad, norint patekti į vidinį kiemą, nebūtina apeiti visų sublokuotų greta. Statant Pilaitę, jau buvo įsigalėjusi nauja stambiaplokščių namų serija, kuri leido architektams komponuoti įvairesnių tūrių namus, lodžijose imtas taikyti gelžbetoninis reljefinis piešinys. Žaismingai atrodo Pilaitės betoniniai apvalumai: pusapvaliai kampiniai balkonai, laiptinių prieangiai, kiemuose – tarytum rojaus sodų arkos.

Iki pat 2007 m., kol prasidėjo naujų statybų bumas rajono šiaurėje, pagrindinė Pilaitės arterija buvo Vydūno gatvė, mat Pilaitės prospekto tiesimas labai užtruko. Kad Vydūno gatvė buvo magistralinė, byloja tai, jog ji yra keturių eismo juostų, ja vis dar važiuoja viešasis transportas.

Labai konkreti idėja panaudota gatvėms suteikiant pavadinimus – tai Mažosios Lietuvos gyvenvietės ir žymūs veikėjai. Suvokta, kad Mažoji Lietuva Didžiajai savo seseriai davė daug gero, tačiau jos nuopelnai nepakankamai įvertinti. Būtent todėl Pilaitėje yra Įsruties (vok. Insterburg, rus. Черняховск), K. Donelaičio tėviškės Tolminkiemio (vok. Tollmingkehmen, rus. Чистые Пруды), Nidos, Karaliaučiaus, Darkiemio, taip pat Vydūno, I. Kanto, L. Rėzos, J. Bretkūno, I. Simonaitytės gatvės. Dalis pavadinimų skirta Pilaitės apylinkėse buvusiems kaimams: Smalinei, Varnei, Papilėnams ir kt.

2011 m. Pilaitėje atsirado originalus statinys – kūrybinės dirbtuvės „Beepart“. Pagal architekto Simono Liūgos projektą šioje vietoje išdygo iš jūrinių konteinerių surinktas pastatas, kuris yra visiškai nepriklausomas (išskyrus elektros tiekimą) nuo miesto infrastruktūros, pavyzdžiui, naudoja lietaus vandenį, šilumą išsaugoti padeda apkamšymas šiaudais ir tentas. „Beepart“ įsikūrė Pilaitėje todėl, kad idėjos autorius Andrius Ciplijauskas pirmiausia siekia iš kultūrinio štilio prikelti miegamuosius rajonus. Įstaiga turi savo bibliotekėlę, rengia įvairius susibūrimus bendruomenei, parodas, filmų peržiūras, jogos užsiėmimus ir kasmet – šviesų festivalį „Beepositive“, per kurį rajonas suspindi netikėtomis spalvomis. „Beepart“ kūrybiškumą patvirtina interneto svetainėje nurodytas adresas – Vydūno g. 0. Žinoma, nulinio namo oficialiai nėra, todėl korespondencijai naudojamas kitas adresas.

Tarp gyventojų plačiai paplitusi legenda apie Pilaitėje kadaise stovėjusią lietuvių pilį, skirtą gynybai nuo kryžiuočių. Manyta, kad čia būta strateginės pilies, priklausiusios Vilniaus gynybos sistemai, tarkime, rytuose prieigas saugojo Rokantiškių pilis, vakaruose – Pilaitės. Arčiau tiesos yra naujus duomenis patvirtinantys archeologų atradimai, kurių metu išaiškinta, kad pilis tikrai buvo, tačiau vėliau nei kovų su kryžiuočiais laikais. 1499 m. šioje vietoje pilį ėmė statyti garsios Astikų giminės (iš kurios atsirado Radvilos) atstovas Grigalius Astikas. Jam 1519 m. mirus, statybas tęsė sūnus, taip pat Grigalius. Pastarasis, norėdamas pabrėžti savo kilmingas šaknis, pasivadino Grigaliumi Astiku-Viršila. Astikų rūmai, tuomet vadinti Suderve, paminėti 1525 m., tai leidžia daryti prielaidą, kad pilį veikiausiai pradėjo statyti tėvas, o pabaigė sūnus. Beje, Mūrinės Sudervės pilies pavadinimas taip pat sunkino istorikams tyrinėjimus, nes Sudervių tuo metu buvo ne viena. Spėjama, kad pilis nugriauta per LDK ir Maskvos karą 1655–1661 m., o vėliau jau nebeatstatyta.

Natūralu, kad prie pilies Pilaitėje susiformavimo ir pilnavertis dvaras, žinoma, jog XVI a. čia buvo ir pavyzdinis ūkis, veikė malūnas, lentpjūvė, kalvė. XVII a. viduryje, po karo su Maskva ir pilies nugriovimo, dvaras atiteko jėzuitams, o 1773 m. panaikinus ordiną, jis perduotas valdyti bajorui T. Kukevičiui. Jo valdymo metais dvare atsirado naujų gyvenamųjų ir ūkinių pastatų, buvo išvystyta rekreacinė dalis, įrengtas parkas, išplėsti sodai. 1827 m. dvarą nusipirko Vilniaus universitetas, čia įkurtas pavyzdinis ūkis, jam vadovavo Mykolas Fričinskis. miškas) ir dviejose vietose netgi ribojosi su Nerimi. Nors 1832 m. Vilniaus universitetas buvo uždarytas, tačiau M. Fričinskis tęsė darbus nuomodamasis dvarą. 1841 m. jis pastatė didelį drobės ir siūlų balinimo fabriką (balinimas chloru buvo naujovė), 1852 m. mediniams pastatams sudegus per gaisrą, jų vietoje iškilo mūriniai.

Pilaitėje stovi kepurinio tipo vėjinis malūnas, t. y., jo viršutinę dalį galima sukti ir šitaip reguliuojant „pagauti“ palankiausią vėjo kryptį. O stiebiniai malūnai sukami apie visą centrinę statinio ašį. Pilaitės malūnas yra dvaro „imigrantas“ – 1923 m. jį Šakių rajono Liepalotų kaime, padedamas vietinių gyventojų, už Amerikoje uždirbtus pinigus pasistatydino Petras Žasetis. 1961 m. variklis buvo pakeistas į elektrinį, ir malūnas dirbo toliau. Atkūrus Nepriklausomybę, malūnas Liepalotuose buvo paliktas likimo valiai, todėl keliaudamas po Lietuvą archeologas Zenonas Baubonis nusprendė jį išgelbėti nuo visiško sunykimo ir 2003 m. lenta po lentos pervežė į Vilnių. 16 m aukščio gražuolis šiandien naudojamas įvairiems renginiams, pobūviams, ekspozicijoms.

Gausioje Pilaitės dvaro tvenkinių sistemoje svarbią vietą užėmė vandens malūnai, dar XX a. pirmojoje pusėje minima, kad tarp Buivydiškių ir Pilaitės buvo trys malūnai. Šiandien Pilaitėje galima pamatyti tik vieną. Dabartinio pastato projektas atkeliavo iš 1883 m., kai dvarą valdė vokiečiai fon Hogenbachai, tuo metu medinis vandens ratas buvo pakeistas turbina. 1989 m. malūnas sudegė, tačiau archeologo Z. Baubonio dėka jis rekonstruotas pagal senuosius brėžinius. Dabar tai gyvenamasis namas. „Duonos kelio“ ekspozicijoje, šalia vandens malūno, yra ir miniatiūrinis malūnėlis, perkeltas iš Ignalinos rajono. Spėjama, jog juos ūkininkai naudojo per karą, kad nuo vokiečių nuslėptų, kiek mala grūdų ir nereikėtų mokėti rinkliavos. Tiesa, jų efektyvumas kelia abejonių – vargu ar jis buvo didesnis nei rankinių girnų.