2004년 7월 1일 서울시 버스체계 개편 때, 구 760번 공항좌석버스를 대체하는 노선으로 신설되었다. 처음에는 760번과는 달리 노들로 직통하지 않고 영등포역/노량진역을 경유해서 운행했으나, 승객들의 민원으로 한달도 되지 않은 2004년 7월 27일 양평동~흑석동 구간을 노들로 무정차로 다니도록 바뀌었다.

이 때의 운행 구간은 방화역 - 김포국제공항 - 발산역 - 강서구청사거리 - 염창역 - 선유도입구 - <노들로 무정차> - 흑석동 - 서울고속버스터미널 → 반포역 → 논현역 → 신논현역이며, 신논현역을 회차점으로 하여 사평역(반포IC)을 거쳐 서울고속버스터미널로 돌아와 기점으로 향했다.

초기에는 구 좌석버스 68번(김포국제공항 ~ 롯데백화점 운행)이 운행했던 좌석버스를 개조하고 겉면을 도색하여 대부분 좌석형으로 다녔다.

유일한 노들로 완주 노선으로, 영등포역/노량진역 찍고 할 필요가 없어 평시에는 강서와 강남을 노들로 직통으로 급행 노선이었다. 막차가 신논현역에서 1시에 출발해서 강서구와 강남구를 잇는 심야버스의 역할도 충실히 수행했다. 노선이 거의 완벽하게 겹치는 서울 지하철 9호선이 개통하면서 타격이 예상되었으나, 9호선이 가축수송 수준인데다, 심야에 노들로를 질주하면 9호선 급행보다도 빨리 끊어주는 덕분에 노선 단축 사태는 발생하지 않았다.

그러던 중 2014년 7월 16일, 국토교통부의 고속화도로 입석 제한 방침에 따라 자동차전용도로인 노들로 전 구간을 지나가던 버스 노선도 바뀔 수밖에 없게 되었다. 2014년 9월 1일부터 노들로 구간을 목동역, 대림역, 신풍역, 장승배기역 경유 구간으로 변경하고, 회차점도 논현역에서 서울고속버스터미널으로 변경하는 계획을 세웠으나 운행시간 증가를 이유로 난처하다는 입장을 보여서 보류되었으나.. 결국 2014년 10월 1일부터 목동역, 구로역, 대림역, 신풍역, 장승배기역 경유로 변경되었다. 관련 공지사항 그 후 김포국제공항 구간 수요 감소로 인하여 11월 17일부터 더 이상 김포공항으로 들어가지 않으며 회차점을 논현역으로 환원시키고, 24시간 운행을 버틸 수 없었는지 막차 시간을 22시 30분으로 앞당겼다.관련 게시물

2016년 7월 25일 노들역으로 노선이 단축되면서 번호를 654번으로 바꾸었다. 다만, 4대가 감차되어 배차간격은 줄어들지 않았다. 관련 공문

등촌지하차도 구간이 정체가 잦아 2017년 4월 7일부터 노들역 방향은 정체 시 우회할 수 있게 되었다. 관련 공문

2019년 4월 1일을 기해 평일의 인가상 운행 소요시간이 기존보다 5분 늘어난 200분으로 조정되었고, 이에 따라 대당 일 운행횟수가 감축되었으며 1일 총 운행 횟수도 5회 감회되었다. 또한 평일 최소 배차간격도 기존보다 1분 늘어난 9분으로 조정되었다.관련 게시물

일반버스 7대, 저상버스 13대를 투입하여 운행한다.

노들로를 떠나 구로구에 입성하면서, 구로중앙로(구로역~구로구청~대림역) 일대가 간선버스 혜택을 받게 되었다. 지금도 구로중앙로만 따로 떼봐도 구로중앙로를 종주하는 버스는 이게 유일하다. 이 일대는 간선버스가 다닌 적이 없었던 곳. 특히 구로역에서 대림역으로 가기 위해서는 지하철로 신도림역에서 환승하던가, 남구로역 일대를 거쳐 가는 6512번[4], 또는 6611번으로 신도림역 일대를 투어하거나, 아니면 ㄹ자로 빙빙 돌아가는 구로09번, 배차간격이 너무 긴 6613번/구로13번 외에는 딱히 대안이 없었는데, 이 노선으로 인해 매우 편해졌다.

신풍역에서 보라매역으로 가는 버스는 왕편 한정으로 영등포13번[8]이 유일했으나, 654번이 왕복으로 지나가게 되어 신풍역 일대에서 신대방삼거리역(성대시장)이나 상도동 방향으로 오가는 것도 훨씬 수월해졌다.[9] 신풍역 일대에서 영등포 투어 없이 목동을 갈 수 있다는 점도 또 하나의 메리트. 하지만 오금교 또한 정체가 심해 영등포로 가는 5616번과 소요시간이 비슷하다.[10] 대림역과 신풍역에서 노량진역으로 (또는 그 반대로) 갈 때는 6411번이 훨씬 빠르다.

그 외에도 목동과 구로구 사이를 이동하는 승객들도 많이 타고 있고, 서울남부지방법원/검찰청 앞을 경유하게 되면서 법원, 검찰청을 찾아가는 승객들도 많아지는 등 그놈의 입석금지 조치 때문에 떠밀리다시피하며 구로구에 들어왔으나 지금은 지역에 완전히 정착한 상태다.

송정역에서 노들역 이용 시에는 605번을 탈 것을 권장한다. 654번은 목동/구로역/대림동으로 돌아가기 때문에 더 걸린다.

송정역~구로역 구간을 지하철로 가는 방법도 있긴 하지만 까치산역과 신도림역에서 2회 갈아타던가, 아니면 신길역까지 거슬러가야 하는지라 오히려 메리트가 떨어져 경쟁이 안 된다. 거기다가 전자의 경우 늘상 헬게이트인 신도림역을 경유해야 한다는 건 승객 입장에서 별로 좋지 않은 선택이며, 거기다 신정지선의 배차가 좋은 편도 아니라서, 후자의 경우 신길역은 막장환승역이다. 이 노선이 편하다.

노들로 환원 및 신논현역 재연장을 원하는 승객들이 상당수 있다. 아무리 증차했다고 하지만 아직도 터져 나가는 9호선의 엄청난 수요량[12]을 그나마 덜어 주었던 대중교통이었기 때문이다. 하지만 위에서 본 것처럼 구로구에서 새 수요를 창출한 상태여서 환원은 어렵다. 그래서 정기권을 끊고 공항버스 6000번으로 갈아탄 사람들도 있다.

'서울남부지방법원 → 갈산초등학교' 구간은 등촌지하차도로로 들어가는 게 정식 코스지만 출근시간대에 지하차도 정체가 심하면 기사 재량으로 양천경찰서 쪽으로 돌아가기도 한다. 주로 오전 7시대에 많이 볼 수 있다. 정류소 자체를 통과해버리지는 않으니 걱정하지 않아도 된다.

배차간격이 약 15분으로 간선버스치고는 길지만 오금교, 구로역, 목동역, 등촌지하차도 등에서 정체가 심하면 배차간격이 완전히 안습이 된다(..) 같은 오금교를 건너는 시내버스 571번, 5630번, 6516번, 6613번을 제외하고 배차간격이 좋지 않다. 양천04번에게도 밀린다.

한국에너지공단의 2013년작 기후변화 예방 캠페인에서는 2100년의 서울특별시에서 자연재해가 일어난 것을 가정하면서 642번 시절 저상버스에 합성해서 폐차로 만드는 장면이 등장한다. 14초 ~ 15초를 주목

출처: 티머니 교통통계(2013~2014년), 서울 열린데이터 광장(2015년~)

2015년 목동으로 노선이 변경되어 구간수요가 상당히 늘었다.

2016년 노들역으로 단축이 되었으나, 오히려 승객이 줄긴 커녕 늘었다.

파일:Seoulmetro1_icon.svg 수도권 전철 1호선: 구로역, 노량진역

파일:Seoulmetro2_icon.svg 서울 지하철 2호선: 대림역

파일:Seoulmetro5_icon.svg 수도권 전철 5호선: 방화역, 송정역, 마곡역, 발산역, 목동역

파일:Seoulmetro7_icon.svg 서울 지하철 7호선: 대림역, 신풍역, 보라매역, 신대방삼거리역, 장승배기역

파일:Seoulmetro9_icon.svg 서울 지하철 9호선: 공항시장역, 등촌역, 노량진역, 노들역