东南大学前身是创建于1902年的三江师范学堂。1902年张之洞与其好友两江总督刘坤在江宁（即南京）筹建三江师范学堂。三江师范学堂是清末实施新教育后规模最大、设计最新的一所师范学堂，也是中国近代最早设立的师范学校之一。学堂模仿当时的日本教育体制，以“中学为体、西学为用”为办学方针。1906年5月，两江总督周馥变更“三江”为“两江”，并根据《奏定学堂章程》条例，定名为“两江优级师范学堂”。1912年，两江优级师范学堂正式停办。1914年8月30日，江苏省巡按使（即省长）韩国钧委任原江苏省教育司司长江谦为南京高等师范学校校长，在两江师范学堂原址筹建。1921年经近代著名教育家郭秉文先生竭力倡导，以南京高等师范学校为基础正式建立东南大学，成为当时国内仅有的两所国立综合性大学之一，是我国最早建立的高等学府之一，素有“学府圣地”和“东南学府第一流”之美誉。1927年7月，北伐战争胜利后，教育行政委员会明令将原国立东南大学、河海工程大学、江苏法政大学、江苏医科大学、上海商科大学以及南京工业专门学校、苏州工业专门学校、上海商业专门学校、南京农业学校等江苏境内专科以上的9所公立学校合并，组建为国立第四中山大学。1928年2月29日，第四中山大学奉训令改称江苏大学。1928年4月24日，大学委员会以大学院337号训令，将“江苏大学”改称为“国立中央大学”。设文、理、法、工、农、医、教育七个学院，学科设置之全和学校规模之大为全国各高校之冠。1937年抗战爆发，中央大学迁至重庆松林坡，借用重庆大学校址办学，抗战胜利后迁回南京。1949年8月8日，渡江战役胜利，南京解放，接管委员会将国立中央大学更名为国立南京大学，翌年定名南京大学。

1952年全国院系调整，以原南京大学工学院为主体，先后并入复旦大学、交通大学、浙江大学、金陵大学等校的有关系科，在中央大学本部原址建立了南京工学院。1988年5月，学校更名为东南大学，校庆日为每年6月6日。现东南大学的南京市玄武区四牌楼校区即是原中央大学旧址。2000年4月，原东南大学、南京铁道医学院、南京交通高等专科学校合并，南京地质学校并入，组建了新的东南大学。

吴健雄学院是东南大学拔尖创新人才的培养基地。学院以世界杰出物理学家、东南大学校友吴健雄女士的名字命名。吴健雄在1930年被保送到国立中央大学数学系，一年后从数学系转入物理系，中华民国二十三年（1934年）毕业于国立中央大学物理系。世界著名物理学家、诺贝尔物理奖获得者丁肇中先生受聘为学院名誉院长，中国工程院院士、东南大学校长张广军教授兼任学院院长。