Кафедра технічної механіки та сільськогосподарських машин Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя заснована 19 травня 1999 року на базі кафедри технічної механіки, створеної 24 червня 1963 року в Тернопільському загальнотехнічному факультеті Львівського політехнічного інституту (ЗТФ ЛПІ).
Кафедра є однією із базових в університеті, яка організовує навчальний процес із загальноінженерних дисциплін для студентів механічних спеціальностей, а також фахових дисциплін для студентів спеціальності 133 «Галузеве машинобудування» та 208 «Агроінженерія».
Засновником і першим завідувачем кафедри був к.т.н., доцент Столярчук Всеволод Пилипович, який також був першим деканом Тернопільського ЗТФ ЛПІ.
Наступним завідувачем кафедри (1974–1985 рр.) був к.т.н., доцент Зубченко Іван Іванович, який багато зусиль приклав для розробки методичного і лабораторного забезпечення кафедри, вдосконалення методики викладання дисциплін.
У 1985 році кафедру очолив к.т.н., доцент Гладьо Богдан Михайлович, який активно працював над покращенням навчально-виховного процесу і методичної роботи кафедри.
У 1990 році почався новий етап діяльності та розвитку кафедри. Кафедру очолив д.т.н., професор Рибак Тимофій Іванович. За його сприянням матеріально-технічна база кафедри поповнилась сучасними лабораторними установками з опору матеріалів, комп’ютерною технікою, обладнанням для проведення наукових експериментальних досліджень. Професор Рибак Тимофій Іванович очолював кафедру до січня 2019 року.
З лютого 2019 року по червень 2019 року обов’язки завідувача кафедри виконував к.т.н., доцент Бабій Андрій Васильович, який продовжив добрі традиції розвитку кафедри: 24 квітня 2019 року було отримано ліцензію на провадження освітньої діяльності за новою освітньо-професійною програмою для підготовки фахівців за спеціальністю 208 «Агроінженерія».
З липня 2019 року по квітень 2021 року керівництво кафедрою здійснював д.т.н., професор, Заслужений винахідник України, академік Інженерної академії України та голова її відділення у Тернопільській області Гевко Роман Богданович. Його науковий потенціал підсилив кафедру у публікаційній та винахідницькій діяльності, завдяки чому значно зріс рейтинг кафедри з-поміж кафедр університету.
З травня 2021 року кафедру очолює д.т.н., доцент Бабій Андрій Васильович.
Стратегічним курсом розвитку кафедри є налагодження дієвої співпраці з агропідприємствами регіону, дилерськими та сервісними компаніями з метою покращення практичної підготовки здобувачів освіти спеціальності 208 «Агроінженерія».