天津大学的前身北洋大学始创于中日甲午海战之后。甲午战败，举国图强，洋务运动实业派代表人物盛宣怀意识到：“自强首在储才，储才必先兴学”，1892年盛宣怀上任津海关道后，开始筹备办学。1895年10月2日，光绪皇帝御笔钦准，成立天津北洋西学学堂，盛宣怀任首任督办，校址在天津北运河畔大营门博文书院旧址

1896年北洋西学学堂正式更名为北洋大学堂，是中国第一所命名为“大学堂”的高等学校。

1899年，天津北洋大学堂的第一届学员毕业。第二年元月，学堂颁发了中国历史上第一张大学文凭。由于成绩最优，从香港考入的学员王宠惠有幸成为“钦字第壹号”文凭获得者。北洋大学堂由于治学严谨，校风朴实，当时在国内与哈佛、耶鲁齐名，毕业生可免试进入美国一流大学攻读研究生，被誉为“东方的康奈尔”。

天津北洋西学学堂按照美国近代模式办学， 在课程设置、教学内容、教科书、教学方法上，全面引进西方教育模式。北洋大学堂建立了一套较为完善的教育教学管理制度，设立头等学堂（大学本科）、二等学堂（预科），学制各为四年。头等学堂设专门学（即科系）四门：工程学、矿务学、机器学、律例学，1897年学堂增设铁路专科，1898年又设铁路学堂，上述学门皆为当时中国社会所急需，体现了北洋大学“兴学救国”的创办宗旨。 

1900年八国联军入侵津京，学堂校舍为敌兵所霸占，设备、文档案卷遭毁坏，学校被迫停办。至1903年4月学堂方在西沽（今河北工业大学红桥校区东院）正式复课。

1903年北洋大学堂开学复课时，分设法律、土木工程、采矿冶金三个学门，后应外交需要附设法文班、俄文班，1907年开办师范科，至此北洋大学已成为包括文、法、工、师范教育诸科，初具综合性的新式大学。

1912年1月北洋大学堂改名为北洋大学校，直属教育部，1913年又改称国立北洋大学，至1928年更名为国立北平大学第二工学院。

1917年国民政府教育部对北洋大学与北京大学进行科系调整，北洋大学改为专办工科，法科移并北京大学，北京大学工科移并北洋大学。从此，北洋大学进入专办工科时代。

从1920年6月起，北洋大学专办工科，设有土木、采矿、冶金三学门；后学门改称系，至1935年北洋工学院设有矿冶、土木、机械、电机共四个系。北洋工学院于1933年开始成立研究所，1934年，其组织章程经教育部核准，1935年初，开始招收研究生，首届研究生于1937年“七·七”事变前毕业，并授予硕士学位。

1928年，南京国民政府在教育上试行大学区制，北洋大学改称“北平大学第二工学院”。不久大学区制废止，北洋大学暂称“国立北洋工学院”。

1937年7月7日，日本侵略军发动全面侵华战争。7月30日，天津沦陷。9月10日，教育部下令“以北平大学、北平师范大学、北洋工学院和北平研究院等院校为基干，设立西安临时大学”。1938年3月，西安临时大学改称国立西北联合大学。7月教育部指令西北联大改组为西北大学、西北工学院、西北师范学院和西北医学院。

国立西北工学院（又名国立西北联合大学工学院）由北洋工学院（即天津大学）与北平大学工学院、焦作工学院（中国矿业大学）、东北大学工学院（即东北大学）合组而成，学院设在陕西城固县古路坝，初设土木、电机、化工、纺织、机械、矿冶、水利、航空八个系，后又增设工业管理系。

1941年10月，中国工程师学会及各专门工程学会在贵阳举办联合年会。借此相聚之机，各届北洋校友就复校事宜进行了磋商，会谈决定在呼吁恢复国立北洋工学院的同时，筹设私立北洋工学院，由全国北洋校友共同筹办。在此压力下，国民政府行政院于1942年12月将原浙江省立英士大学升格为国立英士大学，将其工学院划出，独立为国立北洋工学院，任陈荩民为代理院长，因工学院地处浙江泰顺百丈口镇，故史称“泰顺北洋工学院”。同期，李书田于1944年春在西安筹建了北洋工学院西京分院，下设土木工程、水利工程两系，并以北洋治学精神主持西京分院。

1945年8月，抗战胜利，天津收复。北洋广大师生和各地校友提出了恢复国立北洋大学的强烈要求。1946年初，教育部正式下令恢复国立北洋大学，着力在天津西沽北洋大学原址复校。此后，泰顺北洋工学院、北洋工学院西京分院、西北工学院和北平部四校师生先后返津参加复校。

1945年10月22日北洋大学正式复校开学。复校后的国立北洋大学，在原来工学院的基础上，增设了理学院，从此北洋大学进入理工结合时期。工学院下设土木、水利、采矿、冶金、电机、航空、机械、化学工程学系八系，后增设建筑工程学系和纺织工程学系；理学院设置与工学院关系密切的物理、化学、数学、地质学四个基础学科系。复校后，北洋大学以“研究高深学术，培养专门人才”为宗旨，制定了“决不忽视穷究学理，同时注重科学应用，使理工有机结合起来”的教学方针，并积极付诸实施；同时，成立土木、水利、采矿、冶金和化学工程等五个工程研究所，积极开展学术交流与科学研究，并着手招收研究生，被各界誉为“科学建国的堡垒”。

1949年1月，天津解放。4月，北洋大学在原校址正式开学复课。

1949年11月起，北洋大学隶属中央教育部直接领导。此后，北洋大学进行了增强教师阵容、课程改革、管理体制改革等一系列改革。改造后的北洋大学实行校、院、系三级管理，学校设立理学院、工学院。

1951年9月22日，北洋大学与河北工学院合并，定名为天津大学。

1952年全国高校院系调整之前，天津大学设土木、水利、采矿、纺织、冶金、机械、电机、化工、地质、数学、物理共11个系。

院系调整中，天津大学抽调数学系、物理系并入南开大学；抽调冶金系、采矿系金属矿组组建北京钢铁学院（即北京科技大学）；抽调地质组组建北京地质学院（即中国地质大学）；抽调采矿系采石油组并入清华大学；抽调电信系至北京邮电学院（即北京邮电大学）；抽调采矿系采煤组至中国矿业学院（即中国矿业大学）；抽调水利系农田水利及土壤改良专业至武汉水利学院（已并入武汉大学）；抽调土木工程系测量专业至武汉测绘学院（已并入武汉大学）；抽调矿冶工程系调唐山成立河北矿冶学院（即河北联合大学）；纺织工程系调出成立河北纺织工学院（即天津工业大学）；化学工程系造纸专业调往天津轻工业学院（即天津科技大学）。

南开大学工学院，津沽大学工学院，清华大学、北京大学、燕京大学、唐山铁道学院（即西南交通大学）的化学工程系，北京铁道学院（即北京交通大学）的建筑工程系等院系并入天津大学。

1958年又从天津大学抽调力量重新组建河北工学院（即河北工业大学）。

调整后，天津大学迁入南开区七里台新校址，下设机械工程系、电力工程系、电信工程系、土木建筑工程系、化学工程系、纺织工程系、水利工程系7个工系，20个专业和13个专修科，另设化工研究所和石油工业学校。经过几年的调整、发展，天津大学逐步形成多科性工业大学格局。1955年天津大学重新招收研究生。

1959年，中共中央发出《关于在高等学校中指定一批重点学校的决定》，天津大学被定为首批16所重点大学之一。在此前后，党和国家主要领导人周恩来、邓小平等也先后来校视察，对天津大学的工作和取得的成绩给予了肯定和赞扬。

1966年，文革爆发。在随后的十年“文革”期间，学校正常的教学、科研工作受到了极大的冲击，影响了学校事业的正常发展。1977年全国恢复统一高考后，天津大学全面拨乱反正、整顿教学科研秩序，并于1978年恢复招收硕士研究生。1978年2月，天津大学第一批恢复了文革前直属教育部领导的重点高校地位。

1978年，天津大学陆续建立了天大一分院、二分院、三分院、四分院。后四分院（天津大学建筑分院）成为了天津城市建设学院（今天津城建大学），一、二、三分院成为了天津理工学院（今天津理工大学）。至今仍有串课，天津大学为天津的高等教育做出了不可磨灭的贡献。

1979年， 天津大学提出了把学校办成理工结合的综合性大学的建设目标，调整系科设置，兴办理科专业和理工结合的新专业，加强基础理论和技术基础。

1981年10月，国务院决定高等学校实施学位制并授权天津大学为学位授予单位；同年，开始招收第一批博士生。1984年，教育部批准学校为首批试办研究生院的高校。

1980年，天津大学举行了建国以来的第一次校庆―85周年庆典。 学校于1983年成立了人文社会科学系，将原化学工程系分为化学工程、应用化学、化学三个系，基础课部分为数学、物理、力学、外语四个系。

到1985年底，学校综合性大学的格局已基本形成，全校建有研究生院、管理学院、石油化工学院，设有20个系，52个本科生专业，16个重点学科，13个博士点，45个硕士点，有14个研究所（室），77个实验室，8个实习和生产性工厂。

1995年百年校庆前，全校共有21个系，59个本科专业，其中工科系14个，理科系3个，文科系2个，管理科系2个，基本形成了学士－硕士－博士－博士后的人才培养体系和多种形式、多种层次的办学模式。

1995年5月，天津大学顺利通过国家教委“211工程”部门预审，成为中国首批建设的若干所重点大学之一；1995年10月2日，天津大学（原北洋大学）建校一百周年庆祝大会隆重举行，全校师生员工和2万余名海内外校友参加了这一盛大庆典。百年校庆之际，党和国家领导人江泽民、李鹏、乔石、李瑞环、荣毅仁等分别题词，李瑞环、李岚清、吴阶平、孙孚凌等出席庆典。

天津大学从1997年始推行学院制改革，实行校、院两级管理体制，将原有的办学系和所组建为11个学院。同时，从1985年起学校即开始试行有计划、有指导的学分制，在此基础上，学校又进行了专业结构调整，注重理工结合、文理渗透、学科交叉与综合。

2000年，天津大学入选“985工程”建设高校。

2009年，天津大学化工专业通过“Master Level”国际认证，天津大学化工专业成为国内高校首家通过IChemE认证，也成为亚洲仅有的两所通过“Master Level”认证的高校，这标志着天津大学化工专业已经与英国的剑桥大学、牛津大学和帝国理工大学等世界著名大学的化工专业共同跻身世界前列。

同年9月，天津大学滨海工业研究院成立。

2011年，教育部与国家海洋局签署协议共建天津大学。

同年，天津市人民政府第66次常务会议审议通过了天津大学新校区总体规划方案。

2012年，天津大学生命科学学院成立。

2013年，由天津大学和南开大学为牵头单位，联合中国科学院过程工程研究所、中国石油化工集团公司、天津渤海化工集团公司三国内顶尖的研究单位和企业组建而成的“天津化学化工协同创新中心”入选全国首批14个“2011协同创新中心”名单。

同年，天津大学北洋园校区开工建设，预计2015年一期投入使用。

2014年，天津大学管理与经济学部的MBA、EMBA、MPA专业学位教育项目通过了世界三大商科教育认证机构之一AMBA的认证，成为国内首所三个项目均通过认证的高校。 

同年，天津应用数学中心获批成立，中心依托天津大学，以天大应用数学中心为基础，成为北京国际数学研究中心、上海数学中心之后第三个以省市命名、设在高校的数学中心。

同年，天津市能源研究中心、天津大学可持续能源研究中心挂牌成立。

同年5月，天津大学国际工程师学院成立。

建校118年来，天津大学先后为祖国培养了20余万名高层次人才，为祖国近代 工业体系的建立和近代科技人才的培养做出了重大贡献，被誉为中国近代科技、工业人才的摇篮，在国内外享有崇高的声誉。中共中央政治局常委、全国政协主席贾庆林，中共中央书记处书记，中央纪委副书记何勇，革命先驱张太雷，经济学家马寅初，外交家王宠惠、王正廷，数学家秦汾，著名诗人徐志摩等无数先贤，“两弹一星”功臣吴自良、姚树人，香港实业家荣智健等均曾在这里秉烛夜读；著名法学家赵天麟、桥梁专家茅以升、机械学家刘仙洲、化工专家侯德榜、水利学家张含英、物理学家张国藩、教育家李曙森等知名学者都曾在此执鞭任教。据不完全统计，学校校友中有“两院”院士60余位，大学校长50余位。建国以来，学校培养了一大批高级领导干部，数百名国家特大型企业负责人和总工程师。

学校科研实力雄厚，始终聚焦国家重大战略需求、聚焦世界科技发展前沿，取得了丰硕的成果。学校现有国家创新研究群体1个，教育部创新团队8个，国防科技创新团队1个。十五以来，有35项成果获国家科技奖励，3项成果入选“中国高校十大科技进展”，415项成果获省部级科技奖励。科研经费实现了稳定和持续的增长，2012年科技经费总量18.08亿元。2012年，签订千万元以上大项目达到30项，获得国家自然科学基金资助319项，总资助额度达到21114万元，授权专利622项（其中发明540项）。2013年公布的2012年度科技论文统计中，我校被SCIE、EI、CPCI-S收录论文数分别为1626篇、1805篇、722篇，515篇论文被评选为表现不俗的论文。天津大学科技园是中国首批15个国家级大学科技园试点之一，通过了教育部、科技部的验收并正式授牌。

2013年9月，据中国科学技术信息研究所发布，我校2012年被SCI收录论文1626篇，在全国高校排名中列第17位，较2011年度名次提升8位。我校被Ei收录期刊论文1805篇，在全国高校排名中列第9位，较2011年度名次提升8位。 截至2013年年底，我校申请中国专利1716项，2项发明专利获2013年度天津市专利金奖，1项发明专利获得第十五届中国专利优秀奖

学校按照“形上形下、达材成德”的理念，致力于培养具有家国情怀、全球视野、创新精神和实践能力的卓越人才。“十五”以来，学校获国家级教学成果奖29项，其中一等奖8项，二等奖21项；国家级教学名师奖获得者7人；国家级教学团队9个；国家级精品课程42门；国家级双语教学示范课程6门；国家级第一类特色专业建设点20个；国家级第二类特色专业建设点4个，战略性新兴产业相关特色专业2个；国家级专业综合改革试点项目4项；国家级人才培养创新实验区10个；国家级“十二五”规划教材13种（参编2种）；并有国家级工程实践教育中心12个；国家级实验教学示范中心6个和“国家大学生文化素质教育基地”、“国家示范性软件学院”、“国家集成电路人才培养基地”，是首批“国家大学生创新性实验计划”入选学校。毕业生一次就业率始终在全国高校中名列前茅，2013届本科毕业生一次就业率超过99%。 

天津大学重视国际交流与合作，现有各类留学生1844人，来自118个国家和地区。与世界上34个国家和地区的153所高校、研究机构及公司签署协议。在在海外成立了2所孔子学院，分别是斯洛伐克布拉迪斯拉发孔子学院和澳大利亚昆士兰大学孔子学院。

在学科建设上，天津大学形成了以工为主、理工结合，经、管、文、法、教育等多学科协调发展的学科布局。学校设有工学、理学、管理学、教育学、经济学、医学、文学、法学、哲学、艺术学等学科门类，拥有一级学科国家重点学科7个（覆盖21个二级学科），二级学科国家重点学科8个，二级学科国家重点（培育）学科2个，天津市重点学科27个。 

学校现有4个国家重点实验室，2个国家工程实验室，1个国家工程技术研究中心，3个国家工程研究中心，2个国家科技成果重点研究推广中心，1个国家文物重点科研基地，75个省部级重点实验室、工程（技术）中心、重大专项分中心、人文社会科学重点研究基地等科研基地（含8个参建天津市工程中心）。 

天津大学占地面积182万平方米，建筑面积138.9万平方米。学校现有全日制在校生28710人，其中本科生15620人，硕士研究生10139人，博士研究生2953人。学校有两座总建筑面积为2.6万平方米的图书馆，馆藏书刊总量256.8万册，电子资源数据库184个，另有多种音像及微缩资料等。北洋园校区建筑面积超50000平方米的图书馆正在建设。 

天津大学北洋园新校区总建筑面积155万平方米，按照“统一规划、分期建设、分步实施”的原则建设。一期建设面积83万平方米，包括主楼、行政楼、综合实验楼、图书馆、体育馆、教职工活动中心、学生活动中心及各学科组团等21个组团， 2015年基本建成。新校区一期建成后，11个学院以学科组群的形式实现整体搬迁，在校学生规模将达到18000人，教学科研主体功能将向津南新校区集中。卫津路校区将成为高端培训、医工结合、新兴学科培育的特色基地、军工科研项目的研发基地及开发电子信息和文化创意新技术新产品的创新基地。