清华大学电机工程与应用电子技术系（简称电机系）原名电机工程学系，成立于1932年秋，首任系主任由清华工学院院长顾毓琇教授兼任。第一年由外系转来二年级学生7名，招收一年级新生31名。

设立电力和电讯两个组，开展教学和科研工作。动工兴建电机工程馆，1935 年落成。当时，全系学生最多时共103人； 1935年，第一届毕业生3人；1935～1937年，毕业生总数27人。
作为发起单位之一，创立中国电机工程学会。

“七·七”事变后，清华大学、北京大学、南开大学南迁长沙， 组成长沙临时大学，电机系随校南迁。

西南联合大学在昆明成立。联大电机系1939年附设电讯专修科，学制为两年，培养了抗战时期急需的电讯人才。联大电机系造就了大批人才。
电机系和物理系的部分教师组成无线电研究所。

抗战胜利后，清华大学恢复全国招生，电机系随校回迁清华园，录取的学生最多，共一百几十名。当时，电机系在工学院有较大影响，有“土木系老、电机系难考”之说。

北京大学工学院的电机工程系并入清华大学电机工程系。
按学校做出的调整，电讯组独立出去，成立了清华大学无线电工程系。
电机系设立电机及电器、发电配电网及配电系统和工业企业电气化三个专业，另设有发电和输配电两个专修科，全系共招收新生约300名。
学习苏联，配合专业设置和教学建设，设立“电力机械”、“发电及输配电”、“工业企业电气化”、“基本电工”、“电工学” 等五个教研组。

6位苏联专家先后来电机系工作，在课程教学、实验室建设、科研以及指导研究生等方面给予援助。之后的几年间，电机系也选派了多名教师赴苏联进修或攻读副博士研究生。高景德因研究远距离输电用凸极同步电机成果出众，破格答辩成为获苏联博士学位第一人。
1953年起截至1966年，电机系招收培养研究生约150名(因国家还未建立学位制度，有学籍，无学位)。

电机系的专业设置调整为“电机及电器制造”、“发电及输配电工程”、“高电压工程”、“工业企业电气化”等四个专业，并完成了一轮五年制本科教学的各主要环节培养。在教研组设置上，也调整为8个， 分别是“电机”、“电器” 、“发电”、“输配电”、“高压”、“工企”、“基本电工”和“电工学”。

国家部署开展“两弹一星”研制工作。电机系与工物系、无线电系等共同为发展相关新专业做出贡献，先后建立了“自动学与远动学”、“运筹学” 教研组，承担了计算机专业主要专业课的教学任务，参加了中科院计算技术研究所的筹建工作，在钱学森先生指导下开办了“运筹学”专业，招收了两个班的学生，开办了“自动化” 研究班， 招收了90 名学员。

东、西主楼落成，电机系从电机馆迁入西主楼。
同年7月，按学校做出的调整， 以自动学与远动学教研组为基础，成立了清华大学自动控制系， 即现在的计算机科学与技术系。

“电力系统动态模拟实验室”建成投入运行。1963年经原高教部批准，成立了“电工科学研究所”。本科生学制有所变化。1953级和1954级本科生为五年制，1955级、1956级和1957 级本科生为五年半制，1958级和1959 级本科生为六年制。1958至1959年，举办了两期干部进修班，学制为两年。这一时期，本科生每年招生180～200 人，同时招收了一批朝鲜、越南和老挝等国的留学生。

按学校做出的调整，原电机系的“工业企业电气化教研组” 及“工企专业”和“电子学教研组”与原动力机械系的“热工仪表自动化教研组”及“热工专业”组建了工业自动化系，即现在的自动化系。
原电机系“电力系统及其自动化”、“电机制造”、“高电压工程”、“基本电工”和“电工学”等五个教研组与原动力机械系的“锅炉”、“燃气轮机”和“ 热工学”等三个教研组组建了电力工程系。

电机系发电、高压、电机三个专业恢复招生，学制为五年。
我国恢复研究生招生，电机系当年招收研究生22名。
同年11月，电力工程系分为电机工程系和热能工程系两个系。原电机系中的五个教研组（发电、高压、电机、基本电工、电工学）和三个专业（发电、高压、电机）恢复为电机工程系。

国家建立学位制度。电机系的“ 电力系统及其自动化”、“电机及其控制”、“高电压技术”、“理论电工”四个二级学科点， 获得全国首批硕士学位和首批博士学位授予权。
作为发起单位之一，创立中国电工技术学会。

经国家教育部批准，电机系设立“生物医学工程与仪器”专业， 招收一个班约30名本科生。生物医学工程与仪器学科点分别于1981和1986年获得硕士学位和博士学位授予权。

电机系的系名改为“ 电机工程与应用电子技术系”。

“电力系统及其自动化”、“电机及其控制”、“高电压技术”、“理论电工”四个二级学科博士学位授权点被评为全国重点学科点， 且名列全国同类学科点第一名。
电机系锐意人才培养体系改革，将原电力系统自动化、高电压技术、电机三个本科专业，合并为一个宽口径“电气工程及其自动化”专业，得到国家教委认可，列入了全国本科专业推荐目录。

电力电子技术二级学科点获得硕士学位授予权。
国家首次表彰695名做出突出贡献的博士、硕士学位获得者， 其中电机系占7位。

“电力系统及大型发电设备安全控制和仿真”国家重点实验室依托清华大学，于1989年经国家计划委员会批准立项， 1995年10月17日通过国家验收，是我国电气工程领域的首批国家重点实验室之一。
电机系电工学科在全国综合评估中，学科建设、人才培养、科学研究和综合水平等各个分项成绩均名列全国第一名。

电机系电工学科点被国务院学位委员会确立为全国首批按一级学科授权的试点单位之一。
电力电子技术二级学科点获得博士学位授予权。

全国学科调整，电工一级学科改名为电气工程学科；生物医学工程与仪器学科更名为生物医学工程学科，并升级为一级学科。
当年，电机系研究生入学人数达150多名，首次与本科生入学人数持平。
教学成果“面向国民经济建设主战场培养高质量电工学科高层次人才”获国家级教学成果特等奖。

电机系与自动化系、核研院、微电子所等单位共同建立了清华大学“电力电子工程研究中心”。

“生物医学工程与仪器”专业独立出去，成立清华大学生物医学工程系。

教学成果“优化理论课程，强化实践环节——电力系统本科专业课改革”获国家级教学成果一等奖。

国内率先完成电气工程学科国际评估，评估结论包括：“电机系对中国电力系统和电工设备制造业做出了前所未有的贡献”；“电机系开设的电力工程课程具有最高的质量”； “电机系大多数课题组具有世界一流的科研水平”等。

电机系牵头成立本科“能源与电气大类”，同年成立“能源互联网国际班”，进行本科招生。

电机系3项科技成果获国家科技进步奖，其中“复杂电网自律-协同自动电压控制关键技术、系统研制与工程应用”获一等奖。

电机系将电气工程学术型硕士全部转型为电气工程（能源互联网方向）专业硕士。
电机系开始招收工程博士生。

电机系、能源互联网创新研究院、清华四川能源互联网研究院共同组建成立“能源互联网智库研究中心”。 电机系积极响应国家“强基计划”，参与未央书院，开始数理基础+电气工程本科双学位人才培养。 电机系牵头的领军工程博士西南地区项目启动招生。 举办“双清论坛”-“全景信息感知及智慧电网”学术前沿战略讨论会。

与中国长江三峡集团有限公司联合成立“能源电力新技术联合研究院”。

新型电力系统运行与控制全国重点实验室获批。 与南方电网公司联合成立“数字电网联合研究院”。