土木工程系成立于1926年，是清华大学最早的工程系科之一。1952年高校院系调整时，土木工程系设工业与民用建筑设计、建筑施工、给排水、暖通、建筑材料五个专业。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年改称建筑工程系。1980年土木工程系和建筑系分开，其它几个专业后来也陆续脱离了土木工程系。土木工程系现有土木工程本科专业，学制4年，有6个研究生专业可授予硕士学位，即结构工程、防灾减灾与防护工程、材料学、大地测量学与测量工程、市政工程、城市规划与设计，有结构工程、防灾减灾与防护工程、材料学博士点，并有土木工程一级学科博士学位授予权，结构工程（联合防灾减灾与防护工程）是国家重点学科。
土木工程系位于新土木馆和土建基地，现有教职工90人，其中中国工程院院士2人，教授23人，副教授24人，讲师8人，目前在校本科生300多名，研究生200多名。主要教学和科研机构有：工程结构研究所、防灾减灾研究所、岩土工程研究所、建筑材料研究所、地球与空间信息研究所、交通工程研究所、建筑工程设计研究所、结构力学教研室、工程结构实验室、测量实验室、建筑材料实验室，结构工程与振动教育部重点实验室的主要部分也设在土木工程系，是全国高校中规模最大的工程结构实验室之一。目前土木工程系已成为清华大学规模较大，教学和研究力量雄厚，在国内外具有广泛影响，培养高质量人才、出高水平科研成果的院系。