1935年，北洋大学机械系规范开设内燃机学、汽车学、汽轮机学等课程。

1952年，天津大学内燃机专业建立，是我国最早建立的内燃机专业之一。

1958年，在史绍熙教授的推动下建立了内燃机研究室，1960年扩建为天津内燃机研究所。

1958年，天大师生自行研制生产出发动机。

1982年，由史绍熙教授研制的复合式发动机获得国家发明二等奖。

1983年，教育部批准成立天津大学热能研究所，成立了以内燃机节能和净化为主要研究目标的内燃机燃烧学研究室。 

1985年，被国家科委批准为首批“博士后”科研流动站。    

1986年，被国家计委首批批准建设内燃机燃烧学国家重点实验室。                               

1989年，通过国家验收，建成并对外开放，是我国内燃机行业唯一的国家重点实验室。

1997年，刘友钧教授“射流燃烧技术”获国家科技发明三等奖。

2003年，陈予恕教授“复杂非线性系统的动力学理论与应用”获国家自然科学二等奖。

2005年，陈予恕教授“大型旋转机械和振动机械重大振动故障治理与非线性动力学设计技术”获国家科技进步二等奖。

2010年，苏万华教授“柴油机混合率与化学反应率协同控制技术及应用”获国家发明二等奖。

2010年，由内燃机燃烧学国家重点实验室倡议发起的节能环保内燃机产业技术创新战略联盟成立。

2011年，苏万华教授当选中国工程院院士。

2018年，王天友教授团队完成的“内燃机气流快速检测与评价技术及应用”成果获得国家技术发明二等奖。

2018年，尧命发教授团队完成的“新一代超低排放重型商用柴油机关键技术开发及产业化”成果获国家科技进步二等奖。

2020年，舒歌群教授主持完成的“内燃机复合循环理论与方法”成果获得国家自然科学二等奖。

2021年，金东寒院士出任内燃机燃烧学国家重点实验室主任。

2021年，赵华教授当选中国工程院外籍院士。

2022年，天津大学动力工程及工程热物理学科入选第二轮“双一流”建设学科名单。

2022年，先进内燃动力全国重点实验室（筹）无锡分室成立。

2023年，先进内燃动力全国重点实验室通过战略重组。