本路線提供荃灣、青衣（長安、青衣西路）往來東涌北（東環、迎東邨、昇薈、映灣園）、東涌西（滿東邨、逸東邨）、東涌市中心、機場後勤區及香港國際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，由九巴旗下的龍運巴士投得其中一組共12條巴士路線專營權（包括由機場及北大嶼山往返新界的巴士路線，以及四條香港國際機場往返東涌新市鎮的巴士路線），其中包括本路線，為該組標書內唯一一條通宵巴士路線，原編號為E310，最後正名為N31，於1998年6月23日凌晨起投入服務，為運輸署首批廿五條招標的機場巴士路線內，唯一往來新界區的通宵巴士路線，於A31、E31線收車後提供服務。

本路線主要方便方便深夜往返機場、東涌新市鎮及新界西區的乘客，同時方便需要於深宵下班的機場／機場後勤區員工及夜歸的東涌新市鎮居民。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。

位於東涌西的逸東邨及東涌北居民一直希望有直達該處的通宵巴士服務，但一直以來只有城巴的N21A線於深夜部份開出少量由市區開出班次單向繞經，在居民及區議員不斷爭取下，由2009年5月18日起來回程繞經東涌北及逸東邨，將服務範圍擴展至整個東涌區，成為唯一一條整個通宵時段均服務東涌北及逸東邨的通宵巴士服務，方便該帶居民往來荃灣及機場，同年9月7日起，由機場開出尾班車不繞經逸東及東涌北，以免與日間路線E31線服務重疊。2013年5月1日起配合龍運新專營權實施，增設機場往東涌北（迎禧路）的單向短程分段收費，往荃灣方向改為下車時繳付車資。

因應東涌北及東涌西發展，迎東邨及滿東邨於2018年相繼落成入伙，龍運及運輸署於2018年12月向離島區議會交通及運輸委員會提交諮詢文件，建議來回程加經裕東路（滿東邨）、迎東路（迎東邨、昇薈），同時為維持現有班次，建議改為在離開後勤區後，直接往返機場（地面運輸中心）巴士總站，來回程不再經暢達路（機場客運大樓、富豪機場酒店），往機場方向不再經駿坪路，由機場開出不經東涌北之0515班次則取消。最終方案獲得落實，於2019年3月25日凌晨起實施。

機場(地面運輸中心)開，經：
暢連路，機場南交匯處，機場路，東岸路，觀景路，未命名路，駿明路，觀景路，駿運路交匯處，航膳西路，駿運路交匯處，駿運路，駿坪路，赤鱲角南路，順東路，達東路，順東路，裕東路(西行)，裕東路(東行)，松仁路，迴旋處，松仁路，裕東路，東涌東交匯處，怡東路，東涌海濱路，惠東路，文東路，迎東路，迎東邨巴士總站，迎東路，迎禧路，怡東路，東涌東交匯處，北大嶼山公路，青嶼幹線，青衣西北交匯處，長青公路，青衣西路，楓樹窩路，担杆山交匯處，青敬路，長安巴士總站，担杆山路，担杆山交匯處，青荃路，德士古道，沙咀道，大河道，青山公路，荃景圍及美環街。