清華大學的原身「清華學堂」始建於1911年，剛開始並不是一所大學，而是一所留美預備學校。是清朝政府用美國「退還」的一部分庚子賠款辦的。
現清華大學工字廳、怡春園一帶原來叫熙春園。作為皇家園林康熙行宮(御園)的熙春園，始建於清朝中葉康熙年間，建成於1767年(乾隆32年)，它與北京西郊的圓明園等五個苑囿號稱」圓明五園」。道光年間，熙春園分為東、西兩部分，東部仍叫熙春園，賜於五子奕綜，西部叫近春園，賜於四子奕詝（zhǔ）（鹹豐），俗稱」四爺園」。鹹豐即位將熙春園改為清華園。
清華大學的前身是清華學堂，是一所留美預備學校而非大學。
1911年清華學校開辦，學生可以選擇10門課程：哲學、中國文學、世界文學、藝術與音樂、歷史與政治、數學與天文、物理與化學、生物、地理、體育與手工。
1912年更名為清華學校，
1925年設立大學部，清華正式設立了四年本科項目和1個研究生項目，同年開辦研究院（國學門），招收了第一屆國學班。
1928年更名為「國立清華大學」。國立清華大學由文學院、法學院、理學院、工學院4所學院構成，擁有17個科系，提供很強的理科教育和寬泛的文科教育。
1935年，清華成為中國研究生教育的重鎮，當時的中國一共有30個研究所，10個在清華。此外，清華畢業生獲得了世界範圍的認可。
從1937年到1946年，因為日軍侵華，清華大學、北京大學、南開大學三校被迫撤退到昆明，組建國立長沙臨時大學，1938年遷至昆明，改名為國立西南聯合大學。那八年有時被視作中國高等教育的黃金時代，特徵是擁有相對自由的學術氛圍和一流學者之間的密切合作——他們從前分散在三所校園。清華最知名和最有創造力的一批校友，比如諾貝爾獎獲得者楊振寧與李政道，均在這一時期完成學業。
1946年，清華大學遷回清華園原址復校，設有文、法、理、工、農等5個學院，26個系。
1949年後，清華大學一分為二，臺灣以新竹清華大學之名於臺「復校」，而清華大學本址歸屬中央人民政府教育部，更名「清華大學」。並於1952年進行了院系調整，並興建了誠齋、立齋、強齋等數十座樓房；60年代又興建了中央主樓；從70年代開始主要興建教職員工宿舍。經過幾十年的建設，清華大學已經成為一所綜合性工科大學，為祖國培養造就了一批又一批棟梁之材。