1932年，同济大学工学院高等测量系正式成立，成为当时国立大学中唯一的测量系，并成为中国民用测绘高等教育事业的发祥地。

1935年，更名为测量系，全称为同济大学工学院测量系。

抗日战争时期随学校迁移，经浙江金华、江西赣州、广西八步、云南昆明，于1941年春到达四川李庄。当时在李庄从事测绘教学的学者先后有叶雪安、夏坚白、王之卓、陈永龄、方俊、曾广梁等教授。

1946年，随学校陆续迁回上海，定位于同济大学一二九大楼内。

1949年，人民政府正式接管同济大学，测量系开始了新的发展历程。

经历1952年和1954年的两次调整，设有三个专业：工程测量、航空摄影测量、天文测量。

1956年，经历第三次调整，同济大学测量系调整至武汉测量制图学院，此后，建制缩编为测量教研室。

1958年，学校恢复工程测量专业并招生。

1966年，停止招生。

1973年，恢复招生。

1977年，恢复高考。

1978年，开始招收测量专业硕士研究生。

1981年，恢复测量系。

1983年，获工程测量专业硕士学位授予权，成为全国首批获此授予权的单位之一。

1988年，增设土地管理专业。

1990年，获大地测量专业硕士学位授予权。

1992年，增设房地产经营与管理专业。

1993年，获大地测量与测量工程硕士学位授予权，成为全国首批获此授予权的单位之一。

1993年，更名为房地产与测量系。

1995年，开始招收大地测量学与测量工程专业博士研究生。

1996年1月，撤消房地产与测量系，更名为测量与国土信息工程系。房地产经营与管理专业并入经济管理学院，停止招收土地资源管理专业。

1998年，获大地测量学与测量工程专业博士学位授予权。同年并入土木工程学院，全称为同济大学土木工程学院测量与国土信息工程系。

1999年，重新招收土地资源管理专业；测量工程专业更名为测绘工程专业。

2003年，获测绘科学与技术一级学科博士点学位授予权和测绘科学与技术博士后流动站资格。

2004 年，设立地理信息系统工学本科专业；同年，与国家测绘局精密工程测量院联合成立现代工程测量国家测绘局重点实验室。

2005年，测量系办公地址从“一·二九”大楼搬迁到土木新大楼。

2007年，获大地测量学与测量工程国家重点学科；同年成立了教育部中国大陆构造环境监测网络联合研究中心同济大学分中心。

2010年，成立了同济大学空间信息科学及可持续发展应用中心。

2012年，同济大学测绘与地理信息学院在原土木工程学院测量与国土信息工程系的基础上正式成立。