การเรียนการสอนในสาขาวิศวกรรมโยธามีกำเนิดในประเทศไทยมาก่อนการสถาปนาจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กล่าวคือประมาณ ปี พ.ศ. 2424 เมื่อสถาปนาโรงเรียนข้าราชการพลเรือนในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้โอนโรงเรียนเกษตรแผนกวิศวกรรมการคลองให้มาสังกัดในโรงเรียนนี้ และต่อมาในปี พ.ศ. 2455 ได้มีการสำรวจความต้องการของส่วนราชการและกรมกองต่างๆ พบว่ามีความต้องการความรู้ทางวิศวกรรมมากขึ้น ดังนั้นพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว จึงได้ทรงพระกรุณาฯ ให้จัดตั้งโรงเรียนยันตรศึกษาขึ้นในวันที่ 1 มิถุนายน พ.ศ. 2456 ซึ่งถือเป็นการกำเนิดคณะวิศวกรรมศาสตร์ และสาขาวิศวกรรมโยธาถือเป็นหน่วยหนึ่งของโรงเรียนนี้เรื่อยมา จนถึงปี พ.ศ. 2459 ได้มีการสถาปนาจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยขึ้น และโรงเรียนยันตรศึกษาจึงได้เปลี่ยนชื่อเป็นคณะวิศวกรรมศาสตร์ แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ในปี พ.ศ. 2478 ได้มีการจัดตั้งเป็นแผนกวิชาอย่างไม่เป็นทางการและมีบัณฑิตเข้ารับปริญญาวิศวกรรมศาสตรบัณฑิตเป็นรุ่นแรก (ก่อนหน้านี้เปิดสอนหลักสูตรประกาศนียบัตรวิศวกรรมศาสตร์เป็นหลักสูตร 3 ปี) หลังจากนั้นก็ได้การปรับปรุงและขยายงานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ โดยในปี พ.ศ. 2484 ได้จัดหลักสูตรปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิศวกรรมโยธาขึ้นเป็นครั้งแรก แต่หลักสูตรนี้ต้องหยุดชะงักชั่วคราวในระหว่างสงครามโลกครั้งที่สองเพียง 2-3 รุ่น จนถึงในปี พ.ศ. 2502 บัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ภายใต้สนธิสัญญาระหว่างประเทศในองค์การ SEATO สปอ. ได้ร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เปิดการสอนระดับปริญญามหาบัณฑิตในระบบสากลขึ้นเป็นครั้งแรก และให้บัณฑิตวิศวกรรมโยธาของแผนกวิชาร่วมศึกษาในระดับบัณฑิตศึกษากับบัณฑิตวิทยาลัยใหม่ที่ตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2514 บัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรศาสตร์ สปอ. ได้ยุบเลิกและเปลี่ยนชื่อเป็นสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) และย้ายไปที่รังสิต จังหวัดปทุมธานี หลังจากนั้น แผนกวิชาวิศวกรรมโยธา จึงได้เริ่มดำเนินการสอนระดับบัณฑิตศึกษาต่อไปตามเดิม ในช่วงปีต่อมาแผนกวิชาวิศวกรรมโยธาได้ปรับปรุงหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษาสาขาวิศวกรรมโยธาใหม่โดยแบ่งออกเป็น 4 สาขาวิชา คือ สาขาวิชาวิศวกรรมโครงสร้าง สาขาวิชาวิศวกรรมปฐพี สาขาวิชาวิศวกรรมชลศาสตร์ และสาขาวิชาวิศวกรรมการทาง ซึ่งต่อได้มีการเปลี่ยนสาขาวิชาวิศวกรรมชลศาสตร์เป็นสาขาวิชาวิศวกรรมแหล่งน้ำ และสาขาวิชาวิศวกรรมการทางเป็นสาขาวิชาวิศวกรรมการขนส่ง

ในปี พ.ศ. 2522 ได้เปลี่ยนชื่อจากแผนกวิชาวิศวกรรมโยธาเป็นภาควิชาวิศวกรรมโยธา ตาม พ.ร.บ. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พ.ศ. 2522 และในปี พ.ศ. 2526 ภาควิชาฯได้ปรับปรุงหลักสูตรระดับมหาบัณฑิต โดยให้เพิ่มอีก 1 สาขา ในภาควิชาวิศวกรรมโยธาคือสาขาวิชาบริหารการก่อสร้างขึ้น และในปีเดียวกันนั้นได้เปิดสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิตจนถึงปัจจุบัน

การพัฒนาภาควิชาฯได้ดำเนินมาอย่างต่อเนื่อง เสริมสร้างความเจริญก้าวหน้าทั้งด้านการเรียนการสอน การศึกษาวิจัยและการบริหการวิชาการในลักษณะต่างๆ ทั้งการจัดอบรม การให้คำปรึกษางานความเชี่ยวชาญเฉพาะทางและการถ่ายโอนเทคโนโลยีระดับสูงจากต่างประเทศ หรือระหว่างภาครัฐกับภาคเอกชนในอุตสาหกรรมตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 7 ในปี พ.ศ. 2530 สาขาวิศวกรรมแหล่งน้ำได้จัดตั้งเป็นภาควิชาวิศวกรรมแหล่งน้ำ เปิดสอนเพียงเฉพาะระดับบัณฑิตศึกษา แต่การเรียนการสอนในระดับปริญญาบัณฑิตยังคงให้บริการต่อภาควิชาวิศวกรรมโยธาอย่างต่อเนื่อง

ในปี พ.ศ. 2543 ภาควิชาวิศวกรรมโยธา ได้ปรับปรุงหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิตเป็นหลักสูตรนานาชาติได้ดำเนินการสอนเป็นภาษาอังกฤษ

ปี พ.ศ. 2546 ภาควิชาวิศวกรรมโยธา ได้รับนิสิตต่างชาติเข้าศึกษาในระดับบัณฑิตศึกษา ภายใต้การสนับสนุนของโครงการ AUN/SEED-Net เพื่อพัฒนาบุคลการในกลุ่มประเทศเอเชียตะวันออกเฉียงใต้โดยมีอาจารย์จากมหาวิทยาลัยในภูมิภาคเข้าศึกษาในระดับปริญญาโท ปีละ 5 คน และปริญญาเอก 2 คน

ปี พ.ศ. 2548 ภาควิชาวิศวกรรมโยธาได้เปิดหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิตในสาขาโครงสร้างพื้นฐานทางวิศวกรรมโยธา เป็นหลักสูตรนานาชาติ สอนเป็นภาษาอังกฤษและมุ่งเน้นพัฒนาบุคลากรเพื่อประกอบอาชีพทางวิศวกรรม

ปี พ.ศ. 2548 ภาควิชาวิศวกรรมโยธาได้เปิดโครงการความร่วมมือระหว่างจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และมหาวิทยาลัยแห่งชาติ สาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว เพื่อสร้างหลักสูตรวิศวกรรมมหาบัณฑิต สาขาโครงสร้างพื้นฐานด้านวิศวกรรมโยธา ให้แก่ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยแห่งชาติ สาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว