İTÜ Fen-Edebiyat Fakültesi 20 Temmuz 1982 günü, Temel Bilimler Fakültesi’nin adının değiştirilmesiyle kurulmuştur. Temel Bilimler Fakültesi ise, 1971 tarihinde İTÜ Fakültelerinde Temel ve Genel Bilim Dalları ile ilgili dersleri veren kürsülerin ve Meteoroloji Bölümü kürsülerinin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. 1971-1972 öğretim yılından itibaren Meteoroloji Mühendisliği öğretime başlamıştır. Daha sonra 1973-1974 yılından itibaren Matematik Mühendisliği programına öğrenci alınmıştır ve bu bölüm 1977 yılında ilk mezunlarını vermiştir.

1977-1978 ders yılından itibaren, Ekonomi bilim dalları ile ilgili kürsüler, Temel Bilimler Fakültesi’nden ayrılarak İşletme Mühendisliği Fakültesi adı altında yeni bir fakülte kurulmuştur. 1981-1982 öğretim yılında Fizik Mühendisliği de eğitime başlamıştır. 1982 yılında Fen-Edebiyat Fakültesi’nden ayrılan Meteoroloji Mühendisliği Bölümü, Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi’ne bağlanmıştır. İTÜ Kimya Fakültesi’nin Anorganik Kimya, Organik Kimya, Analitik Kimya, Fiziko Kimya, Teorik Kimya ve Koordinasyon Kimyası kürsüleri de Fen-Edebiyat Fakültesine bağlanarak Kimya Bölümü oluşturulmuştur.

İnsan ve toplum bilimleri konularında öğretim vermek ve araştırmalar yapmak üzere 1997 yılında İnsan ve Toplum Bilimleri Bölümü kurulmuştur. İnsan ve Toplum Bilimleri Bölümü, insan ve toplum bilimleri meseleleriyle ilgilenen öğrencilerin; toplumsal güç ilişkileri, iktidar, baskı, özgürlük, dağıtıcı adalet, kimlik, bireysel fayda, kamu yararı, bilim ve teknolojinin insan ve toplum üzerindeki etkileri gibi çeşitli kavramsal konularda sorgulayıcı ve eleştirel bir yaklaşım çerçevesi içerisinde düşünce yeteneklerini geliştirerek zenginleştirmeyi amaçlar.

Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, 1998 yılında Fen-Edebiyat Fakültesi bünyesinde programı büyük ölçüde moleküler biyoloji ve genetik ağırlıklı olan Biyoloji Bölümü olarak kurulmuş ve bu bölüme 1999 yılında 22 öğrenci kaydolmuştur. Biyoloji Bölümü, ÖSYS’de tercih yapma aşamasında olan öğrencilerden gelen yoğun talep göz önüne alınarak ve Üniversitemiz Senatosu'nun teşvik ve desteği ile programını revize ederek 2000 yılı Ocak ayında YÖK’ün de onaylamasıyla Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’ne dönüşmüştür.

Fen-Edebiyat Fakültesi halen Matematik, Fizik Mühendisliği, Kimya, İnsan ve Toplum Bilimleri, Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümlerinden oluşmaktadır.