1960年，北京工业大学创建，初设机械、电机、无线电、化工、数理5个系。
1961年北京市土木建筑工程学院、北京工业学院、北京师范大学部分学生转入北工大后，增设土建系。
1972年，北京工商管理专科学校并入北工大，在北京宣武区牛街南横西街该校校址设北工大预科，后改称新生部。新生部于1986年撤销。
1978年至1989年，学校调整系的设置，设机械工程学系、工业自动化系、无线电系、土木工程系、化学与环境工程学系、应用物理系、计算机科学系、应用数学系、金属材料科学与工程学系、热能工程学系、管理工程学系、建筑学系。
1990年，原北京联合大学经济管理学院并入北工大，该院6个系和北工大管理工程学系合并调整为管理工程学系、对外经济贸易系、应用经济系，至此全校共设14个系。
1993年北京计算机学院并入北工大，成立北京工业大学计算机学院，在北京西三环北路原校址办学，1998年迁入校本部与北工大原计算机科学与工程学系、计算中心合并组建计算机学院。
1992年成立成人教育学院。
1993年北工大尝试教育改革成立实验学院
2000年起实验学院由学校与民营企业合作办学。
2000年，国家建材局管理干部学院（武汉工业大学北京研究生部）、华北水利水电学院北京研究生部和北京水利电力函授学院并入北工大，成立北京工业大学高等职业教育学院、北京工业大学分部，均为学校的异地办学机构；2003年更名为继续教育学院。
2004年7月实验学院终止与民营企业合作办学的协议，从河北廊坊东方大学城迁至北京市朝阳区管庄校区，与北京工业大学高等职业教育学院调整合并为学校全资直属二级学院性质的实验学院。
2004年继续教育学院与工大分部进行教育资源整合，整合后工大分部办学主体为继续教育学院（称为北京工业大学继续教育学院西区）。
2005年北京艺术设计职业学院并入北京工业大学。
2017年9月，入选国家“双一流”世界一流学科建设高校名单。
