เหตุที่เปิดหลักสูตรภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการเพราะช่วงหลัง พ.ศ. 2480 เป็นระยะเวลาที่ประเทศไทยทั้งภาครัฐและเอกชนเริ่มทำอุตสาหกรรมการผลิตเพื่อผลิตสินค้าที่จำเป็นขึ้นใช้เองภายในประเทศ
ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ เป็นภาควิชาที่เปิดสอนในคณะวิศวกรรมศาสตร์ แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เป็นเวลากว่า 70 ปีมาแล้ว เริ่มเปิดสอนใน พ.ศ. 2485 โดยมีศาสตราจารย์หลวงอนุสาสน์ยันตรกรรม เป็นหัวหน้าภาควิชาท่านแรก (เดิมเรียกหัวหน้าแผนกวิชา) นับเป็นภาควิชาที่ 5 ในคณะวิศวกรรมศาสตร์ ต่อจากภาควิชาวิศวกรรมโยธา ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล และภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่
แต่หากนับกันจริงๆ แล้วภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการไม่ใช่ภาควิชาที่ 5 ที่เปิดสอนในคณะวิศวฯ แต่เป็นภาควิชาที่ 6 เพราะใน พ.ศ. 2474 คณะวิศวฯ ได้เปิดสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตร์สาขาช่างอากาศ ตามความต้องการของตลาดวิศวกรในขณะนั้น คือ ทางกองทัพอากาศต้องการวิศวกรที่สามารถทำงานด้านอากาศยานได้โดยตรง เพราะกองทัพอากาศมีโครงการที่จะสร้างเครื่องบินขึ้นใช้ในกองทัพอากาศเอง คือโครงการสร้างเครื่องบินแบบบริพัตร มีการส่งคน ไปศึกษาวิชาการด้านอากาศยานในต่างประเทศ และคณะวิศวฯ ก็ได้ผลิตบัณฑิตรองรับโครงการดังกล่าว ในระยะต่อมาโครงการสร้างเครื่องบินใช้ในกองทัพอากาศเกิดหยุดชะงัก เป็นเหตุใหัทางคณะฯ ปิด การเรียนการสอนในสาขาวิชาวิศวกรรมช่างอากาศไป
เหตุที่เปิดหลักสูตรภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการก็เพราะว่าช่วงหลัง พ.ศ. 2480 เป็นระยะเวลาที่ประเทศไทยทั้งภาครัฐและเอกชนได้เริ่มทำอุตสาห-กรรมการผลิต เพื่อผลิตสินค้าที่จำเป็นขึ้นใช้เองภายในประเทศ เป็นการพึ่งพาตัวเอง อุตสาหกรรมที่รัฐและเอกชนเริ่มดำเนินการมีตัวอย่าง เช่น โรงงานกระดาษที่จังหวัดกาญจนบุรี โรงงานผลิตปูนซีเมนต์ที่บางชื่อ โรงงานแบตเตอรี่ของกองทัพเรือ โรงงานนํ้าตาลโรงต้มกลั่นสุราหรือโรงเหล้า โรงทอกระสอบ อุตสาหกรรมของรัฐนั้นเป็นรัฐวิสาหกิจหรือหน่วยงานราชการ วิศวกรที่จบการศึกษาจากคณะในขณะนั้น มีความรู้ทางด้านไฟฟ้า โยธา เครื่องกล เหมืองแร่ ซึ่งก็ยังไม่เหมาะที่จะไปทำงานในโรงงานดังกล่าว คณะวิศวฯ จึงได้เปิดสอนวิชาวิศวกรรมอุตสาหการ เพื่อให้บัณฑิตที่จบออกไปสามารถทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมได้ หลักสูตรตอนเริ่มเปิดสอนนั้นคล้ายกับของภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลในปีที่ 1-3 แต่จะแตกต่างกันมากในปีที่ 4 นิสิตของภาควิชาฯ ในช่วงนั้นจะเรียนกรรมวิธีการผลิต โดยเฉพาะกรรมวิธีผลิตทางเคมี (Chemical Process) ของการผลิตต่างๆ และต้องเรียนพื้นฐานทางเคมีในปีที่ 1 และปีที่ 2 หากพิจารณาดูแล้ววิศวกรรมอุตสาหการในช่วงนั้นไม่ใช่วิศวกรรมเครื่องกล และไม่ใช่วิศวกรรมเคมี แต่หลักสูตรหวังที่จะสร้างวิศวกรให้ออกไปทำงานในโรงงานได้ โดยต้องรู้เรื่องเครื่องจักรกลต่าง ๆ และกรรมวิธีที่ใช้ ในการผลิต
หลังจาก พ.ศ. 2485 แล้ว หลักสูตรวิศวกรรมอุตสาหการได้มีการจัดการต่อมา มีผู้สนใจเรียนมากบ้างน้อยบ้าง แต่ไม่ถึงกับต้องปิดไปชั่วคราว หลัง พ.ศ. 2496 ได้มีบัณฑิตที่จบจากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลมาเรียนต่อระดับปริญญาในภาควิศวกรรมอุตสาหการมากขึ้น โดยเรียนต่ออีก 1 ปี เมื่ออุตสาหกรรมการผลิตเปลี่ยนไป การบริหารการผลิตก็เปลี่ยนไปด้วย วงการอุตสาหกรรมต้องการบุคลากรที่รู้เรื่องอื่นๆ นอกเหนือจากกรรมวิธีการผลิตด้วย เช่น ต้องรู้เรื่องเกี่ยวกับทุนผลิต เรื่องการบริหารจัดการ เรื่องการปรับปรุงการผลิต ซึ่งในปีเดียวกันคณะวิศวกรรมศาสตร์ได้มีการพัฒนาหลักสูตรวิศวกรรมอุตสาหการไปในแนวใหม่ โดยส่งอาจารย์จำนวนหนึ่งไปศึกษาต่อในต่างประเทศ
หลัง พ.ศ. 2502 หลักสูตรวิศวกรรมอุตสาหการแบ่งแยกอย่างชัดเจนเป็น 2 สาขา คือ อุตสาหการโรงงาน (Industrial Plant Engineering) และอุตสาหการเคมี (Industrial Chemical Engineering) นิสิตที่เลือกเรียนในสาขาทั้งสองนี้แต่ละปีจะแตกต่างกัน บางปีมีนิสิตเลือกเรียนสาขาอุตสาหการเพียงคนเดียว
หลัง พ.ศ. 2504 มีนิสิตเลือกเรียนทั้งสองสาขาวิชามากขึ้น โดยเฉพาะสาขาอุตสาหการเคมี เพราะมีผู้ได้รับอนุปริญญาจากคณะวิทยาศาสตร์ที่ทางคณะวิศวกรรมศาสตร์รับเข้าเรียนปริญญา วศ.บ. เลือกเรียนมาก (ใน พ.ศ. 2502 คณะวิทยาศาสตร์ได้มีการปรับหลักสูตรปริญญาตรีจากเดิมเรียน 4 ปี เป็นหลักสูตร 5 ปี ผู้ที่เรียน 3 ปีแล้วคะแนนไม่ถึง 70% จะได้รับอนุปริญญา ถ้าคะแนนเกิน 70% จึงจะได้เรียนต่อระดับปริญญา
คณะวิศวฯ ได้รับผู้จบอนุปริญญาวิทยาศาสตร์เข้าศึกษาต่อหลักสูตรปริญญาวิศวกรรมศาสตร์ ใน พ.ศ. 2505 โดยเลือกเรียนได้ทุกภาควิชา มิใช่ให้เรียนเฉพาะภาควิชาอุตสาหการ แต่ก็มีผู้เลือกเรียนสาขาอุตสาหการเคมีมากกว่าอย่างอื่น กระทั่งใน พ.ศ. 2518 สาขาอุตสาหการเคมีก็ได้แยกออกไปเป็นภาควิชาวิศวกรรมเคมี)
หลักสูตรภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการได้มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง มีการเน้นทางด้านการจัดการวิทยาการและ การวิเคราะห์ข้อมูลมากขึ้น เพราะการบริหารงานผลิตรวมทั้ง การบริหารธุรกิจปัจจุบันเปลี่ยนไปมาก งานบริหารการผลิตไม่ใช่จะรู้เพียงเรื่องกรรมวิธีการผลิตอย่างเดียว แต่ต้องรู้เรื่องอื่นๆ ที่เป็นเทคโนโลยีการบริหารการผลิตและธุรกิจใหม่ๆ ด้วย
ปัจจุบันนี้ ทั้งภาคอุตสาหกรรมและธุรกิจ ได้เข้าสู่ยุคดิจิทัลแล้ว ฉะนั้นหลักสูตรสาขาวิศวกรรมอุตสาหการต้องปรับให้สอดคล้องกับเทคโนโลยีและความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไป
ปัจจุบันภาควิชาฯ มีการจัดการเรียนการสอนในระดับปริญญาตรี ปริญญาโท และปริญญาเอก มีบัณฑิตที่จบการศึกษาระดับปริญญาตรี สาขาวิชาวิศวกรรมอุตสาหการ ปีละประมาณ 85 คน หลักสูตรปริญญาโทปกติเริ่มเปิดสอนใน พ.ศ. 2558 หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิศวกรรมอุตสาหการ (หลักสูตรสองปริญญา ระหว่างคณะวิศวกรรมศาสตร์ กับสถาบันบัณฑิตบริหารธุรกิจศศินทร์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย)
ในด้านงานวิจัยและบริการวิชาการนั้น ภาควิชาฯ ได้มีกลุ่มอาจารย์ที่รวมกันจัดตั้งขึ้นเป็นกลุ่มวิจัยตามความเชี่ยวชาญในการค้นคว้าวิจัยงานเพื่อสนับสนุนภาคอุตสาหกรรมและธุรกิจ การพัฒนาการเรียนการสอนเพื่อพัฒนาศักยภาพของนิสิตให้เท่าทันกับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งการให้คำปรึกษาและร่วมดำเนินงานวิจัยกับหน่วยงานภายนอก
ในปัจจุบันทางภาควิชาฯ มีทั้งสิ้น 5 กลุ่มวิจัย ได้แก่
1. กลุ่มวิจัย Advanced Manufacturing & Precision Engineering Research and Development Center (AMPE)
2. กลุ่มวิจัย Center of Human Factor and System Engineering (CHASE)
3. กลุ่มวิจัย Disaste and Rish Management Information Systems Research Group (DRMIS)
4. กลุ่มวิจัย Human Factors and Ergonomics Labora-tory (HFE)
5. กลุ่มวิจัย Resources and Operations Management (ROM)
ภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO 9001-1994 เป็นภาควิชาแรกและภาควิชาเดียวในคณะวิศวฯ ใน พ.ศ. 2541รา
รายนามหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ
1. ศาสตราจารย์หลวงอนุสาสน์ยันตรกรรม พ.ศ. 2490-2501
2. ศาสตราจารย์ พล.อ.จ.มหิดล หงสกุล พ.ศ. 2501-2510
3. ศาสตราจารย์สนิท นาคเกษม พ.ศ. 2510-2512
4. ศาสตราจารย์นิทัศน์ ประกาศวุฒิสาร พ.ศ. 2512-2517
5. รองศาสตราจารย์ พ.ต.เสรี ยูนิพันธ์ พ.ศ. 2517-2521
6. รองศาสตราจารย์ ดร.วิจิตร ตัณฑสุทธิ์ พ.ศ. 2521-2526
7. รองศาสตราจารย์ ดร.วันชัย ริจิรวนิช พ.ศ. 2526-2531
8. รองศาสตราจารย์จรูญ มหิทธาฟองกุล พ.ศ. 2531-2536
9. ศาสตราจารย์ ดร.ศิริจันทร์ ทองประเสริฐ พ.ศ. 2536–2542
10. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.เหรียญ บุญดีสกุลโชค พ.ศ. 2542-2546
11. รองศาสตราจารย์ ดร.ดำรงค์ ทวีแสงสกุลไทย พ.ศ. 2546-2551
12. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มานพ เรี่ยวเดชะ พ.ศ. 2551-2555
13. รองศาสตราจารย์ ดร.ปารเมศ ชุติมา พ.ศ. 2555-2557
14. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ประเสริฐ อัครประถมพงศ์ พ.ศ. 2557-2559
15. รองศาสตราจารย์ ดร.ปวีณา เชาวลิตวงศ์ พ.ศ. 2559-ปัจจุบัน