本路線提供尖沙咀、油麻地、旺角、長沙灣、美孚及青衣西路往來東涌市中心、機場後勤區及機場的通宵巴士服務，是運輸署於1996年公開招標的兩組共25條新機場及北大嶼山巴士路線之一，同年10月22日運輸署公佈，由城巴投得其中一組共13條巴士路線專營權（包括由機場及北大嶼山往返九龍及港島區的巴士路線，以及四條香港國際機場往返東涌新市鎮的巴士路線），該組標書內包括三條通宵線，本路線為其中之一，在標書中編號為E210，最後正名為N21，於1997年6月1日起投入服務，是首條往返北大嶼山通宵巴士路線。

初時往來旺角火車站（現稱旺角東站）至赤鱲角，以配合東涌新市鎮第一期入伙及接駁嶼巴通宵線往來嶼南區，當時由於東涌居民不多，班次一小時一班。1998年6月23日凌晨起配合機場後勤區啟用，路線延長至機場（地面運輸中心），同年7月6日新機場啟用，開始正式服務往來新機場的市民 ，1999年12月20日配合通宵機場路線重組，延長至尖沙咀碼頭並取代N22線（機場至尖沙咀碼頭，經大角咀）的服務。

本路線除方便深夜抵港及乘搭早機的旅客外，亦方便深宵下班的機場後勤區員工，夜歸的東涌新市鎮居民，及接駁嶼巴通宵巴士線往來嶼南區及逸東邨，同時令青衣西路沿線居民有另一直達往來市區的通宵巴士路線選擇。由於在深夜並無其他公共交通選擇，本路線客量不俗，尤其大節日時的旅遊旺季，不時會出現客滿。

逸東及東涌北居民一直希望有直達該處的通宵巴士服務，方便居民不用在夜間多次轉車，因此在居民及區議員爭取下，由2005年7月18日起，安排本路線兩班往機場方向班次改經東涌北及逸東邨，不經機場後勤區，該兩班班次改稱N21A ，後為進一步方便逸東邨及東涌北居民，由2006年8月22日凌晨起，本路線0010及0030由尖沙咀開出班次，亦改由N21A線提供，2009年1月19日凌晨起，本路線尾班車（0500開出）由機場開往尖沙咀之班次亦改編為N21A，繞經逸東邨但不經東涌北（2020年8月2日起，該班次亦繞經東涌北）。