A 14-es villamos istvántelki hurkának felhagyása után, 1975. szeptember 1-jén 20Y jelzéssel indítottak új járatot a Széchenyi tér és az 1971-ben átadott újpesti Szilágyi utcai végállomás (ma: Rákospalota-Újpest vasútállomás) között a Berni utca – Madridi utca – Szabadságharcosok útja – Elem utca – Istvántelki út útvonalon. Szeptember 21-én Angyalföld, forgalmi telepig hosszabbították, az átszállások megkönnyítése miatt. 1977. január 1-jén a 121-es jelzést kapta. 1982-ben útvonala jelentősen módosult, az Elem utca után egyenesen, az Újpesti lakótelep számára 1978-1981 között kiszélesített Tél utcán és Berda József utcán át haladt a Temesvári utcában található végállomásához. Ez az útvonal nem sokáig maradhatott, mert 1984-ben a 3-as metróÚjpest-városkapu állomásának építését kísérő területrendezések miatt át kellett helyezni a végállomását, mely így visszakerült korábbi helyére, a Pozsonyi útra, az Angyalföld, forgalmi telep mellé. A 121-es buszok ekkor újra a Szabadságharcosok útján és a Berni utcán keresztül érkeztek a kocsiszínhez, visszafelé azonban már a Tél utcán keresztül jártak. 1990. december 15-én a 3-as metró újpesti szakaszának átadásával végállomása újra a Temesvári utcához került Újpest-városkapu néven, melyet a Berda József utca után körforgalomban, az Aradi utca és a Csányi László utca érintésével ért el. Ugyanekkor az Újpest, Szilágyi utca végállomása a Rákospalota-Újpest MÁV-állomás nevet kapta. Azóta útvonala változatlan. 2011. december 5-én bevezették a járaton az első ajtós felszállási rendet.[1]
2024. augusztus 10-én útvonala Rákospalota-Újpest vasútállomástól a Szilágyi utca – Fóti út – Iglói utca – Sporttelep utca – Óceánárok utcán át Káposztásmegyer, Szilas-patak végállomásig hosszabbodott.[2]
Újpest-városkapu M (Temesvári utca) vá. – Temesvári utca – Berda József utca – Tél utca – Elem utca – Istvántelki út – Kiss János utca – Görgey Artúr utca – Szilágyi utca – Fóti út – Iglói utca – Sporttelep utca – Óceánárok utca – Káposztásmegyer, Szilas-patak vá.
Újpest-városkapu (Temesvári utca) felé
Káposztásmegyer, Szilas-patak vá. – Óceánárok utca – Sporttelep utca – Iglói utca – Fóti út – Szilágyi utca – Árpád út – Deák Ferenc utca – Hajnal utca – Árpád út – Istvántelki út – Elem utca – Tél utca – Berda József utca – Aradi utca – Csányi László utca – Újpest-városkapu M (Temesvári utca) vá.