ภาควิชาวิศวกรรมสำรวจแยกออกมาจากภาควิชาวิศวกรรมโยธาเมื่อ พ.ศ. 2498 หลักสูตรเน้นหนักทางด้านรังวัด ทำแผนที่ผลิตแผนที่ทั้งภาคพื้นดินและใช้รูปถ่ายทางอากาศซึ่งเป็นหลักสูตรเท่าเทียมกับต่างประเทศ
ภาควิชาวิศวกรรมสำรวจ ก่อตั้งขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2498 และในปัจจุบันเป็นภาควิชาเดียวในประเทศไทยที่เปิดการเรียนการสอนและวิจัยในระดับปริญญาตรี ปริญญาโท และปริญญาเอก ทางด้านวิศวกรรมสำรวจ
ในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 มีความต้องการใช้แผนที่เป็นอย่างมาก กลุ่มแรกคือ ทางด้านทหาร ต่อมาคือกลุ่มที่เกี่ยวกับการพัฒนาประเทศ มีหลาย ๆ ด้าน เช่น กรมชลประทาน คมนาคม งานก่อสร้าง รวมทั้งงานการออกโฉนดที่ดิน ซึ่งจะต้องกระทำกันให้ได้ ทั่วประเทศด้วย ในการนี้หน่วยงานทั้งหลายต้องใช้ ช่างรังวัด ช่างทำแผนที่เป็นจำนวนมาก ในช่วงนั้นมีสถานที่ศึกษาที่ผลิตช่างรังวัดและทำแผนที่คือ โรงเรียนแผนที่ของกรมแผนที่ทหาร และโรงเรียนช่างรังวัด ของกรมที่ดิน ซึ่งได้ผลิตคนที่มีความรู้ในการรังวัด ออกโฉนดที่ดินเป็นช่าง ๆ ตามความจำเป็นสำหรับ กรมที่ดินเท่านั้น ส่วนหน่วยงานอื่นได้ช่างรังวัดและ ทำแผนที่จากโรงเรียนแผนที่ของกรมแผนที่ทหาร ซึ่งก็ได้ไม่มาก เพราะไม่มีงบประมาณที่จะผลิตบุคลากรด้านนี้ให้
ในระหว่าง พ.ศ. 2494-2495 ประเทศไทย ได้ดำเนินการผลิตแผนที่จากรูปถ่ายทางอากาศอย่างจริงจัง เพื่อผลิตแผนที่ภูมิประเทศให้แก่หน่วยงานของรัฐหลายหน่วยงาน เช่น กรมชลประทาน การรถไฟ กรมทางหลวง เพื่อนำไปใช้ในการวางแผนพัฒนา การเกษตร การชลประทาน การคมนาคม และใช้ทางทหารด้วย องค์กรที่ผลิตแผนที่นี้คือ กรมแผนที่รูปถ่ายทางอากาศ ซึ่งมีศาสตราจารย์ พลโท พระยาศัลวิธานนิเทศ เป็นเจ้ากรมคนแรกที่ทำหน้าที่บริหาร ในการนี้ มีความจำเป็นต้องใช้ช่างรังวัดจำนวนมากและต้องมีคุณภาพทั้งทางทฤษฎีและปฏิบัติภาคสนาม โรงเรียนแผนที่ทหารเป็นแหล่งเดียวที่ผลิตได้ แต่ได้จำนวนน้อย ที่คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้ผลิตบัณฑิตวิศวกรรมโยธา มีความรู้ในการรังวัด ทำแผนที่เช่นกัน แต่จะหนักไปทางด้านทำแผนที่ในงานวิศวกรรม เช่น แผนที่งานสร้างทาง อ่างเก็บนํ้า และบัณฑิตวิศวกรรมโยธาเหล่านี้จะเข้าทำงานด้านวิศวกรรมโยธา
คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มองเห็นความขาดแคลนวิศวกรสำรวจ จึงได้ตั้งภาควิชาวิศวกรรมสำรวจขึ้น โดยแยกออกมาจากภาควิชาวิศวกรรมโยธา เมื่อ พ.ศ. 2498 ให้ปริญญาวิศวกรรมศาสตรบัณฑิตสาขาวิศวกรรมสำรวจ หลักสูตรเน้นหนักทางด้านรังวัด ทำแผนที่ ผลิตแผนที่ทั้งภาคพื้นดินและใช้รูปถ่ายทางอากาศ ซึ่งเป็นหลักสูตรเท่าเทียมกับต่างประเทศ
ในปัจจุบันทางภาควิชาได้มีการจัดการเรียน การสอนโดยจะเน้นทั้งภาคทฤษฎีและภาคปฏิบัติ เพื่อที่จะให้ผู้ที่สำเร็จการศึกษาสามารถออกไปประกอบวิชาชีพได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนั้น ทางภาควิชายังมีเครื่องมือสนับสนุนการเรียนอย่างครบครัน ไม่ว่าจะเป็นซอฟต์แวร์ทางด้าน GIS, GNSS หรือ GPS, Digital Photogrammetry, Remote Sensing และซอฟต์แวร์ทางด้านการประมวลผลภาพที่ทันสมัยที่สุดในประเทศ ในส่วนของฮาร์ดแวร์ ภาควิชาวิศวกรรมสำรวจมีอุปกรณ์สำหรับงานสำรวจภาคสนา ได้แก่ เครื่องรับสัญญาณดาวเทียม GPS ทั้งชนิดสำหรับงานรังวัดขั้นสูง และชนิดมือถือกล้อง รังวัดอิเล็กทรอนิกส์ชนิด Total-Station และกล้องรังวัดระดับต่าง ๆ อย่างครบถ้วน
รายนามหัวหน้าแผนก/ภาควิชาตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน
1. ศาสตราจารย์ พลโท พระยาศัลวิธานนิเทศ พ.ศ. 2499-2507
2. ศาสตราจารย์พิเศษ ปัตตะพงศ์ พ.ศ. 2507-2509 (คณบดีรักษาการหัวหน้าแผนก)
3. ศาสตราจารย์อรุณ สรเทศน์ พ.ศ. 2509-2512
4. ศาสตราจารย์สมหวัง ตัณฑลักษณ์ พ.ศ. 2513-2518
5. รองศาสตราจารย์มีชัย ไชยสระแก้ว พ.ศ. 2518-2522
6. รองศาสตราจารย์ ดร.วิชา จิวาลัย พ.ศ. 2522-2528
7. รองศาสตราจารย์มีชัย ไชยสระแก้ว พ.ศ. 2529-2532
8. รองศาสตราจารย์ ดร.ชูเกียรติ วิเชียรเจริญ พ.ศ. 2532-2533
9. รองศาสตราจารย์สวัสดิ์ชัย เกรียงไกรเพชร พ.ศ. 2533-2535
10. ผู้ช่วยศาสตราจารย์สุทธิพงศ์ วิญญูประดิษฐ์ พ.ศ. 2535-2536
11. อาจารย์สัญญา เสาวภาพ พ.ศ. 2537-2538
12. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.บรรเจิด พละการ พ.ศ. 2538-2542
13. รองศาสตราจารย์ ดร.ชูเกียรติ วิเชียรเจริญ พ.ศ. 2542-2546
14. ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อิทธิ ตริสิริสัตยวงศ์ พ.ศ. 2547-2551
15. รองศาสตราจารย์ ดร.บรรเจิด พละการ พ.ศ. 2551-2555
16. ศาสตราจารย์ ดร.เฉลิมชนม์ สถิระพจน์ พ.ศ. 2555-2557
17. รองศาสตราจารย์ ดร.ชนินทร์ ทินนโชติ พ.ศ. 2557-2559
18. ศาสตราจารย์ ดร.เฉลิมชนม์ สถิระพจน์ พ.ศ. 2559-ปัจจุบัน