Відповідно до наказу Міністерства освіти Австро-Угорщини від 18 червня 1872 року у складі факультету інженерії Технічної академії була створена кафедра механічної технології (металів), яка стала осередком навчання з технологічних дисциплін у Львівській політехніці. Утворення кафедри механічної технології збігалось у часі з істотною перебудовою вищої освіти в Європі, а також із бурхливим розвитком машинобудування, будівництвом залізниць, мостів, тунелів, обладнання для нафтової та газової промисловості. Істотно змінились методи отримання чавуну і сталі у великій кількості. Вдосконалювались також технології виробництва виготовлення деталей машин певної міцності, форми, розмірів та допусків на їхнє виготовлення. Промисловість потребувала у все більших кількостях конструкційних матеріалів, для використання в умовах високих температур, великих тисків, значних механічних деформаційних навантажень. Актуальними на той час вже ставали проблеми захисту сталей та інших сплавів від шкідливої дії агресивних зовнішніх середовищ. Ці обставини зумовлювали необхідність комплексного підходу до вирішення проблем — розвинення наукових досліджень для отримання нових матеріалів і покращання властивостей відомих та підготовку кваліфікованих фахівців для розроблення, конструювання та експлуатації промислового устаткування, транспорту, об’єктів військового призначення тощо.
Основні приміщення кафедри розташовувались у головному корпусі Політехніки. Першим керівником кафедри був професор Станіслав Зембінський . Після призначення його на посаду директора Вищої промислової школи в Кракові кафедрою з 1877 року до 1907 року керував професор Юліуш Биховський. Він був автором підручника з технології металів. У 1894 році під його керівництвом на першому поверсі головного корпусу Львівської політехніки був створений технологічний музей із багатою колекцією зразків металургійного і металооброблювального виробництва. Цей музей став частиною навчальної бази кафедри технології металів. Вони сприяли переходу технологій виготовлення сталевих виробів, що ґрунтувались на індивідуальних спостереженнях та ремісницькому мистецтві, на науково обґрунтовані сучасніші технології. Починаючи з 1908 р. кафедру очолював професор С. Анчиц. Автор чисельних монографій з технології металів, в тому числі і першого підручника «Лекції з технології металів». Плідна робота професора С. Анчица обірвалась 2 лютого 1927 року, коли він, виконуючи травлення мікрошліфів реактивом з ціанідом калію, отруївся і помер на робочому місці. Після трагічної загибелі професора С. Анчица обов’язки завідувача кафедри виконував до кінця вересня 1930 року професор Владислав Вражей. Він викладав такі технологічні дисципліни: «Технологія металів», «Ливарництво», «Ковальство», «Технічні сплави металів», «Технічне дослідження заліза». Професор В. Вражей видав низку монографій: «Метали та їх сплави. Атлас», 1926 р.; «Можливості застосування мікроскопічних досліджень в цеху», 1927 р.; «Види легких сплавів», 1927 р.; «Метал в промисловості», 1928 р.
У 1912 році на кафедрі працював асистентом Вітольд Броневський, який згодом стажувався в Сорбонні, де читав лекції з металографії. У 1919 році його обрали надзвичайним професором кафедри технології металів у Львівській політехніці, а у 1920 році він став звичайним професором і завідувачем кафедри Варшавської політехніки. Від цього часу істотно поповнювалася матеріальна база кафедри. Було придбано металографічні мікроскопи, диференціальний дилятометр, апаратуру для визначення вмісту вуглецю у сплавах, твердомір Роквелла, електричні печі з платиновими термопарами та автоматичними регуляторами температури, маятниковий копер для ударних випробувань, обладнання для виготовлення ливарних форм, зокрема, дві формувальні машини.
На кафедрі було створено велику добірку діапозитивів із зображенням промислового обладнання, а також ретельно підібрано комплекти зразків тогочасної металопродукції. Кафедральна бібліотека налічувала 865 наукових та навчальних видань і 82 томи рукописів. З роками та якісним ростом професорсько-викладацького складу, накопиченням досвіду викладацької та наукової роботи, вдосконаленням вимірювального та дослідницького обладнання змінювалися завдання і мета діяльності кафедри.
Це відобразилося у ланцюжку послідовної зміни назви кафедри: «Механічної технології (металів)» — «Технології металів» — «Технології металів, металознавства і термічної обробки» — «Фізики металів і матеріалознавства» — «Інженерного матеріалознавства та прикладної фізики». Тривалий час кафедра забезпечувала викладання загально-технічних дисциплін для машинобудівних і приладобудівних інженерних спеціальностей. Починаючи з 1962 року кафедра стала також випусковою за спеціальністю «Фізика металів» і до 1975 року підготувала 360 фахівців у цій галузі. Від 1990 року кафедра знову стала випусковою за напрямом «Інженерне матеріалознавство». На даний час кафедра випускає бакалаврів з «Інженерного матеріалознавства», спеціалістів та магістрів з «Прикладного матеріалознавства».