土木工程系成立于1926年，是清華大學最早的工程系科之一。1952年高校院系調整時，土木工程系設工業與民用建筑設計、建筑施工、給排水、暖通、建筑材料五個專業。60年代土木工程系和建筑系曾一度合并，成立土木建筑系，1970年改稱建筑工程系。1980年土木工程系和建筑系分開，其它幾個專業后來也陸續脫離了土木工程系。土木工程系現有土木工程本科專業，學制4年，有6個研究生專業可授予碩士學位，即結構工程、防災減災與防護工程、材料學、大地測量學與測量工程、市政工程、城市規劃與設計，有結構工程、防災減災與防護工程、材料學博士點，并有土木工程一級學科博士學位授予權，結構工程（聯合防災減災與防護工程）是國家重點學科。
土木工程系位于新土木館和土建基地，現有教職工90人，其中中國工程院院士2人，教授23人，副教授24人，講師8人，目前在校本科生300多名，研究生200多名。主要教學和科研機構有：工程結構研究所、防災減災研究所、巖土工程研究所、建筑材料研究所、地球與空間信息研究所、交通工程研究所、建筑工程設計研究所、結構力學教研室、工程結構實驗室、測量實驗室、建筑材料實驗室，結構工程與振動教育部重點實驗室的主要部分也設在土木工程系，是全國高校中規模最大的工程結構實驗室之一。目前土木工程系已成為清華大學規模較大，教學和研究力量雄厚，在國內外具有廣泛影響，培養高質量人才、出高水平科研成果的院系。