Escrita por Antonio Vega en 1977 mientras cumplía el servicio militar obligatorio en Valencia, fue incluida en el primer álbum (de título homónimo) de Nacha Pop en 1980. Se publicó, además, como sencillo, con «Nadie puede parar» como cara B. La producción corrió a cargo de Teddy Bautista.
La letra menciona un conocido local de ocio madrileño, desde entonces identificado con la canción: El Penta.
En el documental Tu voz entre otras mil, dirigido por Paloma Concejero, aparece la fotografía de una joven rubia, posteriormente identificada como Maite Echano jaúregui, que podría haber sido la chica a la que se refiere la canción.1
La canción se ha convertido en símbolo de los cambios acaecidos en la sociedad española en aquel momento. Como consecuencia del histórico momento en el que fue creada y con el paso del tiempo, «Chica de ayer» se ha convertido en un recuerdo romántico para los que vivieron aquella época.
En 1992 el crítico L. Gallero realizó una encuesta entre profesionales del mundo del disco para su libro Solo se vive una vez. Esplendor y ruina de la movida madrileña, en la que el tema fue elegido canción favorita de la movida madrileña.
El tema ha sido calificado por la revista Rolling Stone en el número 2 de las 200 mejores canciones del pop rock en español, según el ranking publicado en 2010.