背景
來往元朗至錦田及上村的巴士服務，要由1930年代初期開始說起。當年中華巴士開辦15線，來往元朗至錦田，直至1933年，香港政府實施地區專營權制度，路線交由九巴接辦，並一直維持至今。
1941年12月，日軍入侵香港，資源變得十分缺乏，使到15線暫停服務約八年至久，直至1949年才重新投入服務，並改為19線。這些郊區路線最初沿途不設巴士站，乘客可以隨意上落，九巴到1953年才為路線增設巴士站，同年路線曾大幅延長至屯門青山灣，即現時港鐵巴士K58線的總站位置，直至1967年重新縮短路線至元朗，再次成為元朗區內路線，並在1968年改為18A線。
1973年，九巴大規模重整路線及編號，路線編號改為54，來往元朗(西)至上村，並一直維持至今，但中途曾多次修改路線，以及改為循線行走。
路線演變史
自1973年路線編號定為54線後，來往元朗(西)至上村，現時的總站位置在1979年開始使用，並由1979年12月起改經元朗大馬路，並主要途經錦田公路前往上村。1980年代，54線在元朗大馬路曾因輕便鐵路工程而稍為更改路線。
1988年9月，輕便鐵路正式通車。政府為保障輕鐵收入，以免輕鐵受其他競爭者競爭，訂立「輕鐵專區法例」，54線由元朗(西)至東成里一段受影響，往上村方向，該段路沿途分站不准落客，相反方向則不准上客。政府在1988年11月縮小專區範圍，東成里分站自此不受限制，可以自由上落。1993年6月，「輕鐵專區法例」再度修改，雖然沒有縮小專區範圍，但改為專營巴士及小巴路線可在專區內自由上落，自此54線所有分站均可自由上落。
1997年11月，博愛交匯處工程完成，於小商路興建新路往博愛醫院門外，並在該處增設分站。54線自此改為來回程均繞經博愛醫院分站，方便需要前往求診或探訪等的乘客。
54線在2001年2月，直接由全線非空調巴士服務，提升至全線以空調巴士服務。當時九巴如把路線直接由全熱轉為全冷，新車費為原非空調巴士車費的1.3倍。當時54線的非空調巴士車費為$3.6，即空調巴士車費定為$4.7。
2003年12月，九廣西鐵通車。西鐵錦上路站外的錦上路站公共運輸交匯處在2003年12月14日，即西鐵通車日前數天開始使用，54線來回程均繞經該站，方便錦田公路的人前往錦上路站轉乘西鐵，並來回程途經東匯路前往錦田公路。另外，西鐵在2003年12月20日通車，九鐵在通車初期和九巴合作，在錦上路至南昌站推出轉乘部份九巴路線可享八達通轉乘優惠，當中包括轉乘54線，可享$1的轉乘優惠，直至2005年5月完結。
54線原本是雙邊總站制，直至2012年改為循環行走，以上村為循線點，最初不駛入上村總站，直至同年4月回復駛入上村總站。一直以來，巴士到達上村總站後，會再一直向前行至錦田公路、荃錦公路及林錦公路連接位的迴旋處掉頭返回元朗(西)。
由於54線途經石崗軍營，在軍營舉行開放日時，會有大量乘客使用此路線前往，九巴會因應情況增加班次，或在錦上路站增設特別班次，分流前往軍營的乘客。不過，此安排在2018年改為九巴另行開辦254R線取代。
推出轉乘優惠，以補償及口岸為主
九巴54線與其他路線的轉乘優惠，主要是以錦田一帶，以及前往陸路及機場口岸路線為主。
2007年8月，九巴投得來往元朗至落馬州站的路線B1，於8月15日配合九廣東鐵落馬州支線及福田口岸開始運作而投入服務。九巴有為B1線推出途經元朗大馬路的九巴及龍運巴士路線轉乘優惠，當中包括54線，唯不包括過海路線968線。
2012年，九巴配合251M線不再途經錦上路而開辦251A線，方便錦上路一帶乘客可以利用251A線往大欖隧道轉乘其他路線來往市區，251A線另有與54線進行轉乘優惠，兩程車合共只收取一程車費，主要方便乘客來往錦田公路及錦上路。
2013年10月，九巴在北區推行區域性路線重組計劃，當中包括77K線不再途經元朗大馬路，元朗段縮短至元朗(鳳翔路)總站，同時增設多條路線的轉乘優惠，當中包括54線，使粉錦公路乘車可以在車費不會增加之下，轉乘其他路線前往元朗大馬路。
2014年10月，九巴再在錦田及錦上路一帶重組路線，當中包括來往元朗(西)至大埔墟站，途經錦田公路的早上繁忙時間行走的64P線取消，受影響乘客可以使用64K線，並增設與54線之間的轉乘優惠，彌補錦田公路一段受影響的乘客。同時，行走荃錦公路的51線由於嚴重虧蝕，九巴把路線縮短至上村，不再途經錦田，同時增設免費轉乘54及64K線的轉乘優惠取代，使荃錦公路的乘客可以以原車費乘車到元朗大馬路一帶。
2016年11月，龍運巴士推出機場A線轉乘九巴獨營路線優惠，最高減收$6。現時54線的全程車費為$5.8，即可以方便錦田公路及凹頭一帶的乘客，到元朗形點轉乘A36線前往機場，兩程車合共只收取A36線車費。
用車演變史
54線在1980年代至路線轉為全空調巴士服務時，主要使用兩軸非空調巴士行走，包括利蘭勝利二型(G)。
2001年2月，路線直接提升至空全調巴士服務，最初主要派車單層巴士行走，主力使用三菱MK型(AM)為主，後期開始加入雙層空調巴士，最初使用9.9米版本的丹尼士巨龍型(ADS)行走，部份時段需要行走68M線。
54線在2012年開始加入特低地台單層巴士方面，最初是10.6米版本的Scania K230UB型(ASB)，其後接收因276線轉用雙層巴士而剩下的ADL Enviro 200型(AAU)行走，而12米版本的單層巴士在2015年加入，以12米版本的Scania K230UB型(ASC)為主，此型號曾絕跡於54線一段時間，並改以雙層巴士行走，直至2020年3月重新引入。
而雙層巴士方向，54線在2013年開始成為54線主力，最初以兩輛配電子路線牌的富豪奧林比安型(AV194/GZ9930，AV197/HA6667，曾於屯門為66M線掛牌車)，以及不長於10.6米的特低地台巴士，包括丹尼士三叉戟型(ATS)，以及ADL Enviro 400型(ATSE)。
12米版本雙層特低地台巴士則在2018年2月開始主力行走54線。當時269M線途經的敬祖路，於2017年第四季放寬，容許12米巴士行走，但在2018年2月再度遭禁止。當時九巴的短車身巴士資源十分緊張，269M線需要在元朗區其他路線調回短車身雙層巴士行走，故54線開始派出12米雙層巴士行走，包括丹尼士三叉戟型(ATR)及ADL Enviro 500型(ATE)等等。近年九巴大量購買歐盟五期排放標準的雙層巴士，包括ADL Enviro 500 MMC型(ATENU)及富豪B9TL型(AVBWU)，而前者現時繼續成為54線僅餘的一輛雙層巴士掛牌車。
精選圖
