前身是中国工程师学会。1912年，由詹天佑等人发起，在广东、上海分别建立了中华工程师会、中华工学会和中华铁路路工同人共济会三个团体，1913年该三个团体合并建立“中华工程师会”，1915年更名为“中华工程师学会”。1918年，留美的中国工程师和学生在纽约发起组建中国工程学会，1923年，总部迁回国内。1931年，中华工程师学会与中国工程学会在南京联合，统一定名为“中国工程师学会”，并确认1912年为创始年。中国工程师学会会员以土建工程技术人员为主体（约占80%），1936年与新成立的中国土木工程师学会组成联合执行部。中华人民共和国成立后，在中华全国自然科学专门学会联合会的统一筹划与领导下，由茅以升等重新发起，1953年9月20日，中国土木工程学会在北京宣布重建，茅以升当选为理事长。同年12月，经中央人民政府内务部核准登记成立，同年9月在北京召开了第一次全国会员代表大会，选举产生了以茅以升为理事长，王明之、曹方行为副理事长的第一届理事会。学会1958年加入中国科协。学会会址设在北京，历届理事长为：茅以升、李国豪、许溶烈、侯捷、谭庆琏、郭允冲，目前为第九届理事会。