הפקולטה לארכיטקטורה ובינוי ערים בטכניון היא המסגרת האקדמית הוותיקה ביותר בישראל ללימודי ארכיטקטורה. היא החלה לפעול בדצמבר 1924 כאחת משתי המחלקות הראשונות בטכניון, לצד המחלקה להנדסה אזרחית. היוזמה להקמת הפקולטה היתה של חברת עזרה מגרמניה, במטרה להקים בית ספר טכני גבוה במתכונת שהיתה רווחת בארצות דוברות גרמנית. ראש המחלקה הראשון לארכיטקטורה היה פרופ' אדר' אלכסנדר ברוולד שנשכר על ידי חברת עזרה עוד בשנת 1909 לתכנון הבניין הראשי של המוסד. ברוולד הניח את יסודות הלימוד במחלקה לארכיטקטורה ושימש בתפקיד עד מותו בשנת 1930. את מקומו תפס האדריכל יוחנן רטנר שמילא את התפקיד במשך כשני עשורים.

במהלך שנותיו של רטנר כראש המחלקה לארכיטקטורה הלכה וביססה המחלקה את מעמד בשדה המקצועי המקומי, כמוסד הגבוה היחיד להכשרת אדריכלים בארץ ישראל המנדטורית, תוך קליטה של אדריכלים יהודים בעלי שם מגרמניה ומארצות אירופיות נוספות בעקבות עליית הנאצים לשלטון ב־1933. בשנים שלפני קום מדינת ישראל היה מספר הסטודנטים בפקולטה קטן, ומחזור בן 12 בוגרים נחשב למחזור גדול. בשנים אלו הדגש בהוראה היה על הפן הטכני, בהתאם לשיטה המרכז אירופית. עיקר שעות הלימוד הוקדשו לקורסים תיאורטיים ומעט זמן הוקצה להתמחות מעשית ולהתמודדות עם בעיות תכנון. גישה זו ללימודי ארכיטקטורה הציתה במהלך שנות השישים התנגדות מצד חלק מהמורים בפקולטה, בראשם האדריכל אל מנספלד, והתנגדות זו הביאה בסופו של דבר לאימוץ הדרגתי של מודל הוראה שבו התנסות מעשית בתכנון (שיטת ה"סטודיו") ניצבת בלב לימודי הארכיטקטורה המעשיים.

עם הפיכתו של הטכניון בשנת 1952 לאוניברסיטה מחקרית, החלה הפקולטה לשמש גם בית לחוקרים. האדריכלים אהרון קשטן ודניאל חבקין הם שני בוגרי הפקולטה הראשונים שכתבו עבודות מחקר במסגרת הפקולטה. עבודות המחקר הראשונות לתארים מתקדמים שהוגשו בפקולטה נכתבו על ידי נשים, אחת מהן היא רות אניס, ממקימות המסלול לאדריכלות נוף. התואר הוענק לה על תזת מחקר שכתבה בהנחיית פרופ' יוחנן אלון בשנת 1956. ב־1967 העניקה הפקולטה את תואר הדוקטור הראשון בתחום הארכיטקטורה בישראל.

עם השנים הוקמו בפקולטה לארכיטקטורה מסלולי לימוד נוספים: המסלול לתכנון ערים ואזורים ולצדו מרכז לחקר העיר והאזור הוקם בשנת 1969 בידי משה היל; המסלול לאדריכלות נוף הוקם בשנת 1975 בהובלת פרופ' שאול עמיר ופרופ' רות אניס והוא מסלול הלימודים היחיד בישראל המעניק תואר מקצועי בתחום; והמסלול לעיצוב תעשייתי הוקם בשנת 1994 כמסלול האקדמי הראשון שהעניק תואר שני בעיצוב תעשייתי בישראל.