Історія університету нерозривно пов’язана з історією Тернополя. З 60-х років минулого століття розвиток міста відбувався за рахунок будівництва значної кількості промислових підприємств, у т.ч. промислових гігантів — Тернопільського комбайнового заводу, ВО «Ватра» (на базі заводу «Електроарматура»), пізніше – заводів «Сатурн» і «Оріон». Вони й десятки менших підприємств потребували кваліфікованих інженерних кадрів. Найближчим технічним вишем була Львівська політехніка. Саме на базі Львівського політехнічного інституту 11 листопада 1960 року для забезпечення цієї потреби було організовано Тернопільський загальнотехнічний факультет з вечірньою та заочною формами навчання. Це дозволило досвідченим практикам без відриву від виробництва здобувати вищу освіту, а Тернополю поступово перетворюватись у студентське місто.
Зі Львова приїхали й перші дванадцять викладачів на чолі з деканом факультету канд. тех. наук, доцентом Столярчуком В.П. Факультет почав працювати в центрі міста у будівлі колишньої жіночої гімназії імені Адама Міцкевича. Пізніше навколо цієї будівлі виросли нові сучасні корпуси.
З лютого 1962 року деканом факультету призначено канд. хім. наук, доцента Щербакова А.О. В цьому ж році розпочалася підготовка фахівців за денною формою навчання, що відкрило нові перспективи для місцевої молоді й для розбудови навчального закладу. Запрошення нових викладачів з ученими ступенями і званнями, розвиток матеріально-технічної бази, зростання кількості студентів сприяли підвищенню статусу — 15 травня 1964 року факультет реорганізовано у Тернопільський філіал Львівського політехнічного інституту.
У перші роки існування факультету й філіалу були створені кафедри вищої математики, нарисної геометрії та графіки, технічної механіки, фізики й енергетики. Філіал очолив доцент Щербаков А.О. Протягом 1964 – 1968 років створено нові кафедри: суспільно-політичних наук, теоретичної механіки, іноземних мов, технології металів, верстатів та інструментів, фізики, загальної й теоретичної електротехніки, фізичного виховання. В цей час у філіалі фахівців готували за такими важливими для Тернопілля та сусідніх областей спеціальностями як технологія машинобудування, металорізальні верстати та інструменти, електровимірювальна техніка. Перші випускники розпочали роботу на промислових підприємствах та поповнили професорсько-викладацький склад філіалу.
Новим етапом у поступі вишу стало призначення директором філіалу в березні 1968 року канд. хім. наук, доцента Поліщука А.Г. Інтенсивно оснащували аудиторії та лабораторії необхідним устаткуванням та обладнанням, розширювали навчальні площі, створювали філіали кафедр на виробництві. Заняття проводили за стаціонарною, вечірньою та заочними формами навчання. У 70-х – 80-х роках було створено перші наукові школи: під керівництвом докт. фіз.-мат. наук, професора Шаблія О.М. з механіки деформівного твердого тіла, докт. тех. наук, професора Кулініча В.О. — джерел живлення, канд. техн. наук, доцентів Гевка Б.М. — технології виготовлення спіральних шнеків, Дубиняка С.А. — динаміки машин і передач гнучкою ланкою, Нагорняка С.А. — ріжучих інструментів та запобіжних пристроїв, Петровського Б.С. — застосування полімерів у газотранспортному обладнанні й машинобудуванні, Бодрової Л.Г. — твердих сплавів, Проця Я.І. — струминних елементів автоматичних пристроїв, Буняка А.М. — розробки засобів автоматизації на базі мікропроцесорної техніки, Рудника А.Г. — обробки матеріалів тиском, канд. хім. наук, доцента Залюбовської Н.О. — силікатних матеріалів, канд. фіз.-мат. наук, доцента Нікіфорова Ю.М. — лазерного впливу на матеріали. Для вирішення актуальних проблем виробництва науковці філіалу виконували науково-дослідні й дослідно-конструкторські госпдоговірні теми для підприємств не лише Тернополя та України, але й колишнього Радянського Союзу (Москва, Каунас, Уренгой тощо).
У жовтні 1985 року директором Тернопільського філіалу Львівського політехнічного інституту призначено докт. фіз.-мат. наук, професора Шаблія О.М. На вимогу часу було відкрито нові спеціальності: технологія та обладнання зварювального виробництва, автоматизація технологічних процесів та виробництв, приладобудування, біотехнічні та медичні апарати і системи.
У кінці 80-х на початку 90-х років розпочали трудову діяльність у виші науковці з Києва, Львова, Москви, Могильова — доктори технічних наук, професори Ясній П.В., Рибак Т.І., Молчанов А.Д., Мазяк З.Ю., Євтух П.С., докт. фіз.-мат. наук, професор Драган Я.П., кандидати наук, доценти Татарин Б.П., Мастенко В.Ю, Яворський Б.І., Ткачук Р.А., Юкало В.Г. Вони започаткували нові наукові напрями досліджень, створили науково-дослідні лабораторії, очолили новостворені кафедри, провели значну роботу для відкриття нових спеціальностей.
У той час перші докторські дисертації захистили педагоги філіалу — Гевко Б.М., Нагорняк С.Г., Рогатинський Р.М., Дідух Л.Д., Стухляк П.Д.
Зі здобуттям Україною незалежності, завдяки активній та результативній роботі керівництва й колективу 27 лютого 1991 року на базі Тернопільського філіалу Львівського політехнічного інституту створено Тернопільський приладобудівний інститут — другий вищий навчальний заклад такого профілю в Україні. Першим ректором колектив інституту обрав професора Шаблія О.М. На той час інститут включав 3 факультети, що об'єднували 13 кафедр. Загальний контингент студентів складав 2420 чоловік. Працювало 150 викладачів, з них — 76 докторів та кандидатів наук. З ініціативи директора філіалу Шаблія О.М. було збудовано новий навчально-лабораторний корпус, для роширення зв’язків з виробництвом придбано корпуси на підприємствах — «Ватрі», комбайновому заводі, «Сатурні», закладено фундамент нинішнього освітньо-мистецького комплексу «Політехнік».
Науковцями університету докт. техн. наук, професором Нагорняком С.Г., канд. фіз.-мат. наук, доцентом Медюхом М.М., канд. істор. наук, доцентом Рокицьким О.М., старшим викладачем Липовецьким В.Р. разом з нинішнім Почесним доктором університету докт. фіз.-мат. наук, професором Шендеровським В.А. з Києва була проведена велика робота щодо повернення забутих імен наших земляків, видатних вчених зі світовим іменем — Івана Пулюя та Олександра Смакули. З квітня 1995 року навчальний заклад носить ім'я видатного українського вченого та громадського діяча Івана Пулюя.
З 1995 року університет перейшов до підготовки фахівців за освітньо-професійними програмами Міністерства освіти України. Прийнята модель освіти передбачала поряд з високою професійною підготовкою здійснення цілеспрямованих програм посиленої фундаментальної підготовки, інтенсивної комп'ютерної освіти, модернізації вивчення економічних наук, гуманізації та гуманітаризації навчального та виховного процесів, досконалого вивчення іноземних мов, підвищення правової освіти фахівців.
Створення інституту дало потужний стимул до подальшого зростання. Перебудова економіки регіону, необхідність кадрового забезпечення заходів виходу з кризи сприяли зміні орієнтації інституту та його структури. Інститут втратив вузьку прикладну спрямованість і поступово перетворився на багатопрофільний вищий технічний навчальний заклад.
Враховуючи здобутки колективу в освітній і науковій діяльності, Кабінетом Міністрів України 30 грудня 1996 року на базі Тернопільського приладобудівного інституту імені Івана Пулюя було створено Тернопільський державний технічний університет імені Івана Пулюя. Ректором університету затверджено академіка Шаблія О.М.
В університеті започатковано нові напрями підготовки фахівців — комп’ютерного, електротехнічного, харчового та економічного профілів. Значна зацікавленість абітурієнтів, високий рівень викладання та можливість успішного працевлаштування випускників дозволили здійснювати набір на навчання на комерційній основі, що стало підґрунтям стійкості університету в непрості 90-і.
У складі університету функціонувало вісім факультетів: механіко-технологічний, переробних і харчових виробництв, електромеханічний, комп'ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, комп'ютерних технологій, управління і бізнесу у виробництві, контрольно-вимірювальних та радіокомп'ютерних систем, економіки і підприємницької діяльності.
На 36 кафедрах університету готували бакалаврів, спеціалістів та магістрів із 19 напрямів базової та 22 спеціальностей повної вищої освіти.
З 1999 року університет є членом Європейської асоціації університетів (EUA), а у 2005 році підписав Велику Хартію університетів Європи й активно інтегрується в європейські науково-освітні проекти. Того ж року в університеті під керівництвом докт. техн. наук, професора Яснія П.В. (на той час проректора з наукової роботи) створена перша в Україні регіональна академія CISCO, її Інститут підприємництва, які готують спеціалістів у галузі комп'ютерних мереж. Після закінчення академії випускники отримують сертифікат міжнародного взірця.
У 2000-х роках продовжували наукові дослідження знані в Україні і світі наукові школи: під керівництвом докт. техн. наук, професора Шаблія О.М. і докт. техн. наук, професора Яснія П.В. — в галузі механіки деформівного твердого тіла, докт. техн. наук, професора Гевка Б.М., докт. техн. наук, професора Пилипця М.І., докт. техн. наук, професора Рогатинського Р.М. — технології машинобудування й підіймально-транспортних механізмів, докт. фіз.-мат. наук, професора Драгана Я.П. — проблем теорії сигналів, докт. техн. наук, професора Євтуха П.С. — інформаційно-вимірювальних систем, докт. техн. наук, професора Стухляка П.Д. — розробки нових композиційних матеріалів та розпочали роботу нові: під керівництвом докт. техн. наук, професора Андрійчука В.А. — електромагнітної сумісності і джерел живлення світлотехнічних пристроїв і систем, докт. техн. наук, професора Луціва І.В. — багатолезового оснащення для обробки поверхонь обертання, докт. техн. наук, професора Приймака М.В. — моделювання автоматизованих систем, докт. психол. наук, професора Буняк Н.А. — психофізіології, докт. економ. наук, професора Гуцайлюка З.В. — фінансів і бухгалтерського обліку, докт. економ. наук, професора Гринчуцького В.І. — історії економічної думки, докт. тех. наук, професора Мартиненка В.А. — розроблення оснащення с/г машин, докт. техн. наук, професора Яворського Б.І. — інтелектуальних електронних систем.
У 2003 році введено в експлуатацію найбільший в області спортивно-оздоровчий та навчально-мистецький центр «Політехнік».
16 березня 2007 року відбулися вибори ректора ТДТУ, за результатами яких у квітні того ж року на посаді ректора затверджено докт. техн. наук, професора, заслуженого діяча науки і техніки України Яснія Петра Володимировича.
Розпочалися нові якісні зміни. Розроблені та втілюються в життя Стратегія та Концепція розвитку університету до 2020 року. Місія вузу полягає в тому, щоб сприяти самореалізації студентів, викладачів, працівників та формуванню високоосвіченої, національно свідомої та гармонійно розвиненої особистості, здатної незалежно мислити і діяти згідно з принципами добра й справедливості.
Основними завданнями концепції розвитку університету є інтеграція в Європейський науковий та освітній простір через організаційно-структурне реформування, підвищення якості освіти, розвиток автономії університету, мобільності викладачів, науковців, аспірантів і студентів.
Окреслено пріоритетні напрями розвитку університету й стратегічні завдання:
11 грудня 2009 року Указом Президента України за вагомий внесок у розвиток національної освіти і науки та, враховуючи загальнодержавне і міжнародне визнання результатів діяльності вишу, університету надано статус національного.
До складу Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя також входять Технічний, Гусятинський та Зборівський коледжі. Загальний контингент осіб, що навчаються складає нині понад 9500 осіб.
Важливим рішенням ректора Яснія П.В. було створення у 2007 році Центру підготовки іноземних студентів, який згодом, у 2011 році, переріс у факультет по роботі з іноземними студентами. Нині понад 250 іноземців навчаються на підготовчому відділенні та за програмами освітніх рівнів бакалавр і магістр українською та англійською мовами. В 2007 – 2008 роках створені спільні факультети з Шобіт університетом (м. Нью Делі, Індія), а також з Технологічним університетом Таджикистану (м. Душанбе, Республіка Таджикистан). У 2011 р. в м. Душанбе відкрито перший в Таджикистані локальний центр дистанційної освіти. У 2012 році створено Локальний ЦДО при Українському культурному центрі в м. Детройт, штат Мічіган (США), а в червні 2014 року вперше відбувся дистанційний захист бакалаврської дипломної роботи випускником, який навчався на базі цього центру.
У 2009 році до складу університету перейшли студенти й викладачі приватного Інституту економіки і підприємництва, що дозволило готувати фахівців за новими економічними спеціальностями — облік і аудит та фінанси і кредит.
2009 – 2010 навчальний рік пройшов під знаком двох визначних подій в історії університету — 165-річчя з дня народження Івана Пулюя та 50-річчя з дня створення вишу. Під час урочистої академії з нагоди святкування ювілею університету відбулася презентація пам'ятної монети, присвяченої Івану Пулюю, яку Національний банк України, продовжуючи серію «Видатні особистості України», ввів в обіг з нагоди відзначення 165-річчя від дня народження видатного вченого.
На реверсі монети зображено портрет Івана Пулюя та його вислів: «...Нема більшого гонору для інтелігентного чоловіка, як берегти свою і національну честь та без нагороди вірно працювати для добра свого народу, щоб забезпечити йому кращу долю».
Тоді ж відбулося відкриття музею, який зараз є місцем знайомства студентів та гостей університету з цікавою і багатогранною історією нашого вишу.
З 2010 року реалізовується Програма співробітництва між університетом, Західним науковим центром НАН України і МОН України, Тернопільською обласною державною адміністрацією і Тернопільською обласною радою, а з 2011 року — Програма співробітництва університету з Тернопільською міською радою.
У 2011 р. з ініціативи університету створено Науковий парк «Інноваційно-інвестиційний кластер Тернопілля» (директор — Химич Г.П.) як платформу для широкої активізації інноваційної діяльності у Західному регіоні України в галузі екології, енергозбереження та інформаційних технологій.
За 2011 – 2015 роки розроблено проектні пропозиції з техніко-економічним обґрунтуванням для міської та обласної рад у рамках Стратегії розвитку міста та регіону (логістичний центр на базі Тернопільського аеропорту; цифровий Тернопіль; гідроенергетика Тернопільщини; автоматизована система обліку енергоресурсів для ЖКГ; дослідження транспортної, комунікаційної інфраструктури міста Тернополя та ін.). Для Міністерства оборони України розроблено системи супутникового моніторингу.
Важливим культурним та інформаційним центром університету є наукова бібліотека, яка виконує важливу роль в освітньому процесі. Електронна бібліотека університету розширює можливості користування електронними ресурсами. З початку 2010 року було відкрито тріал-період доступу до бази даних економіки та права ООО «ПОЛПРЕД Справочники». База охоплює 42 галузі, 230 країн, 600 джерел. З мережі університету було відкрито доступ до електронних книг Центру навчальної літератури для студентів та працівників нашого університету. У 2011 році відкрито доступ до електронних книг Центру навчальної літератури та до найбільшого у світі видавництва наукової періодики EBSCO-Publishing. З 2011 року читальний зал бібліотеки забезпечує можливість працювати з літературою та користуватися Інтернетом у WI-FI зоні.
У 2012 році бібліотека університету стала першою від України членом Міжнародної асоціації науково-технічних бібліотек університетів (IATUL). Веб-сайт бібліотеки забезпечує користувачам доступ до поновлювальної інформації про роботу бібліотеки та нові можливості у користуванні ресурсами.
З 2012 році для видатних вчених України і світу, які тісно співпрацюють з університетом і сприяють підвищенню його престижу, запроваджено звання Почесного доктора ТНТУ ім. Пулюя (Doctor honoris causa). Відповідно до ухвали вченої ради за вагомий внесок у розвиток науки та освіти України та плідну співпрацю з університетом це почесне звання присвоєно провідному науковому співробітнику Інституту фізики НАН України докт. фіз.-мат. наук, професору Шендеровському Василю Андрійовичу (2012 р.), відомому українському, канадському та швейцарському економісту, громадському діячеві, меценату Богдану Гаврилишину (2013 р.), всесвітньовідомому вченому-фізику, академіку Академії наук Франції, Кавалеру ордену Почесного Легіону, професору Університету П'єра і Марії Кюрі Жаку Фресару (Франція) (2014 р.) та ректору Державного університету «Люблінська політехніка» професору Пйотру Кацейко (2014 р.).
За останнє десятиліття значно зріс науково-педагогічний колектив університету. Економічний і гуманітарний блок зміцнили запрошені для роботи докт. економ. наук, проф. Андрушків Б.М., докт. наук. держ. управління Рудакевич М.І., докт. економ. наук, проф. Бриндзя З.Ф., докт. економ. наук, проф. Хомин П.Я. Кафедру харчової біотехнології очолив докт. біол. наук, проф. Покотило О.С. Докторські дисертації захистили досвідчені педагоги Паламар М.І., Петрик М.Р., Пулька Ч.В., Підгурський М.І., Довгань А.О., Куц В.П., Стадник І.Я, Юкало В.Г., Тарасенко М.Г., Лупенко А.М., Панухник О.В., Ткачук Р.А., Яворський Б.І. та молоді викладачі Козюк В.В. (на час захисту –наймолодший в Україні доктор економічних наук), Вітенько Т.М., Марущак П.О., Лупенко С.А., Попович П.В., Кирич Н.Б, Гевко І.Б., Васильків В.В., Ляшук О.Л., Криськов А.А.
У 2014 році вперше в історії університету аспірантами Бревусом В.М. та Яснієм В.П. захищено дисертації на здобуття ступеня Доктора філософії (PhD) за програмою подвійних дипломів у рамках наукової співпраці з Інститутом сучасної механіки (French Institute of Advanced Mechanics, Institut Pascal,
UBP/CNRS/IFMA, Clermont Université, France) в галузі міцності та довговічності елементів конструкцій енергетичного обладнання.
Серед 447 науково-педагогічних працівників університету Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки Ясній П.В., троє — лауреати Державної премії України в галузі науки і техніки для молодих вчених, п’ятнадцятьом присвоєно почесні звання України, 15 — академіки і член-кореспонденти галузевих академій наук України, понад 50 — доктори наук і професори, більше 230 — кандидати наук і доценти.
Створено нові випускові кафедри, що дозволило започаткувати підготовку фахівців за спеціальностями: будівництво і цивільна інженерія, автомобільний транспорт, транспортні технології, програмна інженерія, комп’ютерна інженерія; кібербезпека, системний аналіз, телекомунікації та радіотехніка.
Наприкінці 2015 року було прийнято рішення про реорганізацію факультетів. На сьогоднішні підготовку фахівців проводять на п’яти факультетах: інженерії машин, споруд та технологій; економіки та менеджменту; прикладних інформаційних технологій та електроінженерії; комп'ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії; факультету по роботі з іноземними студентами.
Суттєво активізувалася робота з міжнародного співробітництва. В університеті функціонують міжнародні освітні центри: регіональна мережева академія СІSСО (США, 1999); сертифікаційний центр VUE (2000); регіональний навчальний центр Schneider ЕІесtrіс (Франція, 2000); академія Місrosoft ІТ (США, 2002); авторизований навчальний центр АСКОН (Росія, 2002); навчальний центр QNX Software Systems (Канада, 2003); навчальний центр SUN Microsystems (США, 2004); навчальний центр ІВМ (США, 2006); Університетська програма STMicroelectronix (Швейцарія, 2007); Інститут підприємництва СІSСО (США, 2008); Авторизований навчальний центр компанії D-Link (Тайвань, 2010), навчальний центр С++ (2014).
У 2012 році розпочато участь студентів у Програмах подвійних дипломів. Десятки студентів скористалися можливістю отримати, окрім українського, диплом про закінчення Європейського вишу. Університет підтримує наукові зв'язки з понад 70 провідними закордонними університетами США, Канади, Німеччини, Франції, Швеції, Великобританії, Польщі, Китаю, Індії та інших держав.
Студентське самоврядування університету має свої традиції. За його активної участі громадське життя сповнене яскравих подій. Студенти мають і відстоюють свою громадянську позицію, зокрема під час Помаранчевої революції 2004 року та Революції Гідності 2013 – 2014 років. Студент третього курсу факультету економіки і підприємницької діяльності Степан Стефурак загинув 22 вересня 2014 року, відстоюючи незалежність України в боях у селі Піски поблизу Донецького аеропорту. На його честь в університеті відкрито меморіальну дошку й облаштовано аудиторію.
Успішність реалізації місії університету щодо надання якісної освіти через вільне творче навчання та наукові дослідження підтверджується десятками призових місць, які виборюють студенти на предметних олімпіадах, у Всеукраїнських конкурсах наукових та магістерських робіт, дипломних проектів, творчих конкурсах та спортивних змаганнях. Студенти отримують іменні стипендії Президента, Верховної Ради та Кабінету Міністрів України. Найважливіше, що випускники успішно працевлаштовуються, створюють власний бізнес, стають провідними науковцями, фахівцями та керівниками сучасних високотехнологічних підприємств.
За багато років завдяки натхненній праці колективу, університет став навчальним, науковим, інженерним та культурним центром Західного регіону України. Нині — це єдиний в області технічний вищий заклад освіти, який забезпечує підготовку фахівців усіх освітніх рівнів, докторів та кандидатів наук для регіону, що охоплює, окрім Тернопільської, Чернівецьку, Івано-Франківську, Хмельницьку та Рівненську області. У своїй діяльності повною мірою реалізує сучасні тенденції розвитку вищої школи та виступає осередком науки і культури.