北京大学的工科教育历史悠久，1910年3月即组织了工学院（当时称工科分科大学），下设土木、矿冶两个系（当时称门）。1916年以后，北大工学院经过停办、再建、扩大，到1952年已培养了近5000名学生，其后，工学院的师生中陆续有24人入选两院院士；1952年全国院系调整，北大工学院的机械、电机、土木、建筑四个系合并到清华大学，化工系合并到天津大学，北京大学工学院的建制取消；同年，著名科学家周培源教授创立了北京大学数学力学系力学专业，这是新中国的第一个力学专业；1979年3月，北京大学力学系成立。经过几代人的艰苦创业、辛勤耕耘，力学系在教学、科研和基础建设等各方面取得了很大发展，是全国培养院士最多的力学学科，共计20位院友成为两院院士及其他国家院士。

2005年2月，北京大学重建工学院，分别成立了能源与资源工程系、生物医学工程系、先进材料与纳米技术系和工业工程与管理系；2006年，力学与工程科学系整体并入工学院；2010年，工学院成立航空航天工程系；2020年，工学院成立先进制造与机器人系；2020年，工学院结合校内优势力量，先后孵化组建成立了材料科学与工程学院（原材料科学与工程系）、未来技术学院（原生物医学工程系），北京大学新工科力量不断壮大。2024年，面对未来科技发展新机遇与新挑战，学校将工学院的5个系重组升级为力学与工程科学学院、先进制造与机器人学院两个学科学院，并联同原有的材料科学与工程学院、未来技术学院以及环境科学与工程学院，共同组建北京大学工学部。与此同时，工学院调整为本科生学院，负责工学部五个学科学院共计九个本科专业的人才培养。此次调整旨在探索“1本N院”的学部发展新模式，打造具有北大特色的新工科人才培养体系。工学院（本科生学院）致力于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）和五个学科学院现有全职中国科学院院士7人、中国工程院院士2人、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授23人、国家杰出青年科学基金获得者56人、国家高层次人才计划18人、国家级青年人才计划137人次、国家自然科学基金委员会创新群体8个、以及教育部创新团队2个。覆盖“力学”、“环境科学与工程”、“材料科学与工程”、“生物医学工程”四个一级学科，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；在最新一轮全国离校学科评估中，“力学”和“环境科学与工程”获评A+。学院“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。