北京大学的工科教育历史悠久。1902年，京师大学堂设大学专门分科（七科三十五目），“工艺科”为七科之一；1910年，京师大学堂工科分科大学成立；1946年，北京大学正式设立工学院，马大猷先生出任首任院长。1952年全国院系调整，北京大学工学院建制撤销。同年，著名科学家周培源先生创立新中国第一个力学专业，即北京大学数学力学系力学专业。1979年3月，北京大学力学系成立；1995年，更名为力学与工程科学系。2005年2月，北京大学决定依托学校理科、医科以及人文学科的综合学科优势，率先高举“新工科”大旗，重建北京大学工学院。2020年9月，在工学院材料科学与工程系、生物医学工程系基础上分别成立材料科学与工程学院和未来技术学院。北京大学环境科学与工程学院是我国最早开展环境学科教学和科研的机构之一，始于1972年创立的环境化学专业，2002年成立环境学院，2007年成立环境科学与工程学院。学院长期践行文理交叉、理工融合、教研相长的策略，已建成环境“科学－工程－健康－管理”的全链条学科体系，是北大首个进入ESI全球前0.1‰的学科，QS排名全球12。

2024年12月，北京大学顶层设计、高位布局，以时代、世界、中国为坐标，集全校工程学科之力成立工学部，构建“1本5院”格局。由此，工学院（本科生学院）应运新生，学院也成为北京大学继元培学院、信息科学技术学院之后的第三个本科生学院。2025年3月，环境科学与工程学院正式将本科生培养归入工学院（本科生学院），至此，工学院（本科生学院）肩负统筹力学与工程科学学院、先进制造与机器人学院、材料科学与工程学院、未来技术学院和环境科学与工程学院五个学科学院本科人才培养的核心使命。站在新的历史起点，工学院（本科生学院）致力于探索工科特色的通识教育新范式，培养具有深厚数理基础与人文素养、追求长远科学目标、立志为国家和人类做出突出贡献的新工科学术领军人才和产业领袖。

工学院（本科生学院）和5个学科学院现有全职两院院士8人，同时拥有多位国家级人才计划入选者，形成了一支结构合理、梯队完善的高水平师资队伍。现设有力学、材料科学与工程、生物医学工程、环境科学与工程4个一级学科和先进制造与机器人（筹）一级交叉学科。其中“力学”，“环境科学与工程”、“材料科学与工程”及“生物医学工程”入选教育部世界一流大学和一流学科建设名单。在最新一轮全国高校学科评估中，“力学”和“环境科学与工程”获评A+。学院下设的“理论与应用力学”、“环境科学”、“环境工程”、“航空航天工程”、“材料科学与工程”以及“生物医学工程”六个专业入选国家级一流本科专业建设点。