1914年11月，日本攻占青岛，取代德国在青岛的殖民统治。青岛特别高等专门学堂（青岛德华高等学堂）被迫停办，该校教师德士烈、白德林等及43名学生转来上海德人开设的同济医工学堂，学堂于年秋为转来的30名土木科学生在工科内增设土木科，成为同济土木系科的开端。 
1930年，国立同济大学成立工学院，土木科改为土木工程系。
1932年，学校成立高等测量系。
1937年，抗日战争爆发。抗战八年，学校六次迁校。一迁上海市区，二迁浙江金华，三迁江西赣州，四迁广西八步，五迁云南昆明，六迁四川李庄。
1946年，学校复员返沪，工学院落住在其美路（今四平路）一个中学校内（今校本部）。 
1952年，学校院系调整后，前交通大学、复旦大学、圣约翰大学等11所院校的土木建筑系科并入同济大学，同济大学成为以土木建筑学科为主的学校，设立了结构系、铁路公路系、上下水道系、测量系等五个土木建筑学科的系。
1958年，学校结构系更名为建筑工程系。
1960年，学校有关各系改称建筑工程系、路桥系、勘测系，同时学校设立工程结构研究所。
1985年，学校建立地下工程系。
1980年，学校建筑工程系扩大为土建结构工程系，1982年改为结构工程系。
1987年，学校建立结构工程学院，下设建筑工程系、桥梁工程系和结构工程研究所。
1996年，原上海建材学院、上海城市建设学院的建筑工程系并入建筑工程系。
1997年，学校建立土木工程学院，下设建筑工程系、地下建筑与工程系、桥梁工程系、测量与国土信息工程系、结构工程与防灾结构所。土木工程防灾国家重点实验室挂靠土木工程学院。
2000年，原上海铁道大学土木学院建筑工程专业并入。
2006年，学校建立水利工程系，港口航道与海岸工程研究室划出地下系，并入水利工程系。
2007年，学校土木工程被评为国家一级重点学科。
2010年，学校开始推进卓越工程师培养计划。
2012年，学校测量与国土信息工程系划出土木工程学院，成立同济大学测绘与地理信息学院。
