自动化学院的前身是自动控制系，成立于1960年，相关专业最早开设于1953年，是全国高校最早成立自动控制专业的学校之一，已经历了半个多世纪的发展历程。
自动控制系成立初期教学和科研主要服务于军事，以火炮和雷达等军工产品为研究对象，形成了指挥仪专业、随动系统专业和大系统专业。设有随动系统、液压传动和陀螺仪等研究方向。其中指挥仪专业是中国计算机科学研究的发源地之一，后来发展为计算机应用专业，这也是北京理工大学计算机学院的前身。恢复高考制度后，设立了三个本科专业，分别是自动控制理论、工业自动化和流体传动与控制。1998年，根据教育部学科专业调整的要求，自动控制系三个本科专业合并为自动化专业，2002年增加了电气工程及自动化专业。
为了适应改革开放和市场经济的发展，自动控制系在研究方向和人才培养模式上进行了从军用到军民两用的转变，从产品到学科的转变，从工科研究到理工结合的转变。1999年取得了控制科学与工程一级学科博士点授权。自动控制系结束了长达二十年只有一个博士点的状况，形成了控制理论与控制工程、导航制导与控制、模式识别与智能系统、系统工程、检测技术与自动化装置共五个二级学科博士点，并具有博士后流动站。
2002年，原自动控制系、光电工程系、电子工程系、计算机科学与工程系合并为信息科学技术学院。2008年，在自动控制系的基础上成立了自动化学院。
回顾历史,自动化学院走过了一段曲折而又不断发展的历程。无论在初始的军工专业年代,还是在文化大革命的逆境之中,自动控制系的师生们都怀着忠于祖国、报效祖国的赤诚之心,与共和国同甘苦、共患难，为国家输送了1万多名优秀人才，其中包括原党和国家领导人曾庆红同志、郝岩中将、尚学昆少将等多名杰出人才，为国家的科技事业、国民经济建设和国防现代化建设做出了应有的贡献。
自动化学院（系）部分知名专家和曾任领导
吴沧浦教授
系统与控制工程及运筹学专家，在动态规划理论及应用基础研究方面取得了突出成果
曹 泛教授
流体传动与控制领域专家，在电液伺服系统的研究和应用方面取得了突出成果
张志方教授
控制系统时间序列分析、建模、最优估计理论及工业系统工程应用方面取得了突出成果
王子平教授
在现代控制理论及控制系统计算机辅助设计方面研究成果显著，曾是自动化学会早期理事
王 远教授
教学名师，主编的模拟电子技术获国家优秀教材二等奖
张兆华教授
著名火控专家
陈峰浴教授
我校惯性导航学科创始人
马志清教授
首任系主任
肖春林教授
原系主任
胡祐德教授
原系主任
龚至豪教授
原系主任
杨位钦教授
侯朝桢教授
张宇河教授
钟秋海教授
