1909年，北京交通大学的前身“铁路管理传习所”创办铁路管理班，为交通运输学院创建之始。秉承“造就铁路管理人才”的办学宗旨，为中国铁路运输事业初创输送了第一批铁路运输人才，是我国现代交通运输教育的发源地。

1921年，北京、上海、唐山三校合并，定名为国立交通大学，学校更名为国立交通大学北京学校，下设铁道运输管理系。

1928年，建立学生铁路车站实习制度，明确“知行”统一的教育思想。

1934年，扩建交通博物馆，开创交通运输专业实验室教学活动的先河。

1938-1946年，抗日战争期间随学校先后在湖南湘潭和湘乡、贵州平越以及重庆办学。

1950年，参照苏联铁路高校的教学计划培养铁路运输专业人才，增加工程训练课程，铁道运输管理系更名为铁道运输工程系。

1951年，建成新中国第一个以教学为主的交通运输实验室—铁道陈列馆，现名运输设备教学馆。铁道运输工程系分为铁道车务系和铁道商务系。

1954年，根据苏联铁道经营的全套教学计划开始培养第一批研究生。

1956年，铁道车务系更名为铁道运输系。根据铁道部高校发展规划要求，铁道运输系支援唐山铁道学院（现西南交通大学）、长沙铁道学院（现中南大学铁道校区）、兰州铁道学院（现兰州交通大学）重组或新建铁道运输系，一批师资被分派到各校。

1956年，建立货物运输条件实验室，对冷藏运输、阔大货物运输和危险品运输等开展科学研究与教学活动。

1972年，根据国家援建坦赞铁路协议，接纳坦赞留学生，为其培养铁路运输管理人才。

1977年，恢复高考后，全面修改了专业教学计划，增设工程数学、计算机等课程。

1981年，国务院学位委员会批准运输管理工程专业的硕士学位授予权，成为我国首批硕士学位授予点。

1985年，铁道运输系更名为运输管理工程系。增设综合交通本科专业。系统分析专业获硕士学位授予权。

1986年，国务院学位委员会批准运输管理工程专业的博士学位授予权，成为我国第一批博士学位授予点。

1987年，国务院学位委员会和国家教育委员会评估后，运输管理工程学科被评为国家重点学科。

1993年，运输管理工程专业被批准建立博士后流动站。

1996年，由运输管理工程系、管理科学研究所（1982年成立）、应用系统分析研究所（1985年成立）、运输系统模拟中心（1987年成立）、自动化系统研究所（1992年成立）等单位组建成立交通运输学院。

1997年，系统工程专业获博士学位授予权。

1998年，按照教育部新的本科专业目录，调整形成交通运输和交通工程两个本科专业。

1999年，建成“交通运输系统模拟”铁道部开放实验室。系统分析与集成专业获硕士学位授予权。

2001年，交通运输规划与管理学科（原运输管理工程学科）再度被评为全国重点学科。同年，增设电子商务本科专业。

2002年，交通运输学院重组，设立运输管理工程系、交通工程系、交通信息管理工程系、系统工程与控制研究所、系统科学研究所和“交通运输系统模拟”铁道部开放实验室。

2003年，交通运输和交通工程两个本科专业实施大类人才培养模式，开设专业平台课程，设置了铁道运输、城市轨道交通、运输物流、道路交通工程四个专业方向。大类人才培养模式改革引领了新世纪交通运输类本科专业的改革方向。系统分析与集成专业获博士学位授予权。

2004年，在全国学科评估中，交通运输规划与管理排名第一，系统科学排名并列第一。

2005年，系统科学一级学科获博士学位授予权。

2006年，以“交通运输智能技术与系统实验室”为基础之一组建的“轨道交通控制与安全国家重点实验室”获科技部批准建设，我院为两个建设单位之一。“列车运行组织及控制的理论与方法”科研团队入选教育部创新团队。作为首席单位主持承担交通运输领域的第一个“973”项目。1篇学位论文入选“全国优秀博士学位论文”（交通运输规划与管理专业首篇）。

2007年，交通运输规划与管理学科第三次被评为全国重点学科。交通运输专业通过工程教育专业认证，并获批为国家级特色专业。交通运输类专业平台系列课程教学团队被评为北京市优秀教学团队。

2008年，在全国学科评估中，交通运输工程排名第三，系统科学排名第一。“城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室”获批建设。“系统分析与集成”学科被评为北京市重点二级学科。交通工程专业系列课程教学团队被确定为北京市优秀教学团队。成立城市轨道交通系。

2009年，交通工程专业获批为国家特色专业，交通工程专业系列课程教学团队被确定为国家级教学团队，交通运输实验中心被批准为国家级教学示范中心。

2010年，交通运输类专业平台系列课程教学团队被确定为国家级教学团队。交通运输专业列入教育部“卓越工程师教育培养计划”。交通运输专业增设“智能运输工程”专业方向。

2011年，主持并获批国家自然科学奖二等奖1项。基于交通运输（运输物流专业方向）设立物流工程本科专业。

2012年，在全国学科评估中，交通运输工程排名并列第三、系统科学排名第一、安全科学与工程排名第八。交通运输、交通工程专业通过工程教育专业认证。参与我校和西南交大联合主持的“轨道交通安全协同创新中心”（2011计划）建设。系统科学被评为北京市重点一级学科。交通工程专业列入教育部“卓越工程师教育培养计划”。成立物流工程系。

2014年，交通运输国家级虚拟仿真实验中心批复立项。

2015年，交通运输专业增设“高速铁路客运组织与服务”专业方向。

2017年，获批交通运输部综合交通运输大数据行业重点实验室。获批高速铁路高效运营与安全保障学科创新引智基地（111）。交通运输（中外合作办学)项目首届招生，交通运输专业增设“民航运输”方向。

2019年，交通运输、交通工程和电子商务3个专业入选首批国家级一流本科专业建设点。

2020年，运输设备馆（交通运输科学馆）获批交通运输部首批“国家交通运输科普基地”以及中国铁道学会“全国铁路科普教育基地”。成立“民航运输系”。北京交通大学与代尔夫特理工大学研究生联合培养项目获批。

2021年，物流工程专业获评国家一流专业建设点。

2022年，交通运输科学馆被中国科协认定为“全国科普教育基地”。获批交通运输部综合交通运输理论行业重点实验室。新增交通运输规划与管理留学生博士招生专业。

2023年，主持并获批国家级本科教学成果奖一等奖1项，参加项目获批国家级本科教学成果奖二等奖2项。系统科学研究所独立建院，依托“全重”重组成立交通智能系统与安全系。