1933年创建北洋大学电机工程系。诸水本任系主任（1933-1935年在任）。

1937年暑假前，已有4个年级，在校生近百人。抗日战争期间，电机工程系随学校西迁陕西。1944年开始电机工程系开始下设电力和电讯两个组。1935年刘锡瑛任系主任（1935-1951年在任）。

1951年，北洋大学电机工程系与河北工学院电机工程系合并，建立天津大学电机工程系，王董豪任系主任（1951-1952年在任）。设电力组、电讯组和制造组，电讯组又分有线电和无线电两个方向。

1952年，经院系调整原南开大学电机工程系调归天津大学，合并后成立电力工程系和电信工程系，陈荫谷（1952-1960年在任）和叶培大分别任系主任。

1955年，电信工程系除少数教师留任本校外，以叶培大为主的绝大部分教师和全体学生迁往北京，成立北京邮电学院。同时，天津大学撤销电信工程系。

1958年，电力工程系增设电机与电器专业（后改为电机专业），系改名为电机工程系，系主任仍为陈荫谷。同时开始筹建无线电技术专业。

1960年，物理教研室和数学教研室调离电机工程系，建立数理系。调一部分教师支援河南，建立郑州工学院电力工程系。又抽调陈荫谷、昝宝澄、陈容之、刘家松、王予宏、吴咏诗、俞斯乐、言华、刘征、俞肇基等人建立无线电系和工程物理系。

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1960年之后，电机工程系和无线电工程系各自独立办学，有各自的发展历程，现分述如下：

电机工程系

1960年，电机工程系与第三机械系（内燃机专业）合并建立电机与动力工程系（简称动力系），史绍熙任系主任（1960-1966年在任）。

1971年，内燃机专业调离电机与动力工程系，调入精密仪器工程系的热工仪表及自动化专业，系改名为“电力及自动化工程系”，简称自动化系。1979年至1983年刘豹任系主任，此后王文昭（1983-1986年在任）、徐苓安（1986-1995年在任）、孙雨耕（1995-2002年在任）等先后任系主任。

1997年，电力及自动化工程系、热能工程系的工程热物理部分及地热研究与培训中心合并，成立电气自动化与能源工程学院（简称自动化学院），孙雨耕任院长。学院下设电力工程系、自动化系、热能与制冷工程系等3个系及6个中心和3个研究所。

2002年，热能工程系和地热研究与培训中心整建制调出，学院更名为“电气与自动化工程学院”，王成山任院长（2002-2010年、2014-2022年在任）。学院下设电气工程系和自动化系。2010-2014年期间贾宏杰任院长。

无线电系

1960年5月，无线电工程系成立，陈荫谷为系主任。设无线电技术、电真空器件、电子元件与材料、遥测测控4个专业。

1979年，无线电工程系更名为电子工程系，陈容之任系主任。设无线电技术、半导体物理与器件、电子材料与元器件、电子仪器及测量技术、计算机5个专业，此后专业设置多有调整。

1983年，计算机专业从电子工程系划出，成立计算机科学与工程系。

1996年11月6日，电子工程系、计算机科学与工程系和网络信息中心合并，成立电子信息工程学院，丁润涛任院长。

2001年，电子信息工程学院获批成立软件与网络技术学院，两个学院合署办公，戴居丰任院长。2002年，软件与网络技术学院更名为软件学院。

2006年，计算机科学与技术系、计算机信息网络与教学中心、IBM计算机新技术中心从电子信息工程学院分离，重组成立计算机科学与技术学院，软件学院与计算机科学与技术学院合署办公。此后直至2016年侯春萍等任电子信息工程学院院长。

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2016年12月电气与自动化学院与电子信息工程学院部分系所合并，学院更名为电气自动化与信息工程学院。

2016年12月，原电子信息工程学院电子信息工程系、通信工程系以及国家级电气电子实验教学示范中心与电气与自动化工程学院合并，学院更名为电气自动化与信息工程学院（校内简称自动化学院），王成山任院长。学院有电气工程系、自动化系、电子信息工程系、通信工程系、现代电工电子技术中心、电气电子实验教学中心、电气与自动化实验中心等4个系和3个中心，设电气工程及其自动化、自动化、通信工程、电子信息工程、物联网工程5个本科专业。

2019年3月，学院获批新增智能电网信息工程本科专业，自此学院共设有：电气工程及其自动化、自动化、通信工程、电子信息工程、物联网工程、智能电网信息工程6个本科专业。

2024年3月，学院获批新增机器人工程本科专业，自此学院共设有：电气工程及其自动化、自动化、通信工程、电子信息工程、物联网工程、智能电网信息工程、机器人工程7个本科专业。