清华大学环境学院的历史可以追溯到1928年，当时国立清华大学设立了市政工程系，标志着其在环境保护领域的初步探索。1932年，该系进一步细分，国立清华大学工学院土木工程系增设了水利及卫生工程组，为后来的专业发展奠定了基础。

随着历史的推进，1938年，国立西南联合大学工学院土木工程系设立了市政卫生工程组，延续了这一领域的研究。1946年，这一专业在国立清华大学工学院土木工程系内继续存在，进一步强化了其在环境保护中的地位。

1952年，清华大学土木工程系新增了给水及下水工程专业，后改名为给水排水专业，专业领域进一步细化。1960年，土木建筑系增设了原子能反应堆供水与放射性废水处理专门化，即“03专业”，体现了学院对前沿科技的关注与应对。

随着科技与教育的发展，1977年，清华大学建筑工程系的给水排水专业更名为环境工程专业，标志着专业转型与深化。1979年，建筑工程系拆分为土木与环境工程系和建筑系，学科结构进一步优化。

1984年，土木与环境工程系再做细分，形成了环境工程系和土木系，学科专业更加独立且专业。到了1997年，环境工程系正式更名为环境科学与工程系，显示出学院在环境科学领域的领先地位。

2011年，环境科学与工程系发展为环境学院，标志着清华大学在环境保护领域的教育和科研达到了新的高度，为培养环境领域的专业人才做出了重大贡献。