北沟沿胡同，明朝属南居贤坊，称学房胡同。清朝属正白旗，乾隆时称官学胡同，宣统时称北沟沿。民国后沿称。1949年后称北沟沿胡同。“文化大革命”中一度改称红都胡同，后恢复原名。据考，昔日从东直门北小街至北京站是一条排水沟，水由北向南，到今日的北京站附近转向东流入泡子河。因北沟胡同位于水沟沿，故名。
胡同内23号院，为
梁启超故居。梁启超在清光绪二十一年(1895)，赴北京参加会试，随康有为发动“公车工书”，参加百日维新，以六品衔办京师大学堂，成为变法的中坚人物。戊戌变法后，坚持立宪保皇，受到民主革命派的批判。辛亥革命后，他拥护袁世凯，任司法总长，后又策动蔡锷组织护国军反袁。晚清在清华大学讲学。其子梁思成也住在这里。