帝国理工学院1907年获得皇家特许状，由维多利亚女王、阿尔伯特亲王1845建立的皇家科学院(Royal College of Science)和大英帝国研究院(The Imperial Institute)、皇家矿业学院(Royal school of mines)、伦敦城市与行会学院(City and Guilds of London Institute)合并组成，形成了主校区南肯星顿校区。

此后，圣玛丽医院医学院(1988)、国家心脏和肺学会(1995)、查令十字和威斯敏斯特学校(1997)先后并入帝国学院，组成医学院，成为帝国理工学院第四个宪制学院。1997年，帝国理工学院医学院兼并了皇家研究生医学院、皇家妇产科学会。

进入二十一世纪以来，帝国理工学院于2000年兼并了肯尼迪风湿病学学会和崴学院(Wye College)。2005年12月6日，帝国理工学院宣布将斥资10亿英镑，把崴校区建成一个能容纳12,500人的世界级的生物燃料研究中心。2002年，维持了几十年的宪制学院系统被废除，采用了新的院系制度。

2005年底，学院宣布将物理科学院(Faculty of Physical Sciences)和生命科学院(Faculty of Life Sciences)合并为自然科学院(Faculty of Natural Sciences)。2005年12月9日，学院宣布计划退出联邦制的伦敦大学。

2007年，学院在成立100周年之际正式脱离伦敦大学联盟，成为一所独立的大学。

2013年，帝国理工学院于与牛津大学，剑桥大学，南安普顿大学和伦敦大学学院共同发起并创立了科学与工程南联盟(Science and Engineering South Consortium)，伦敦国王学院随后也加入了该联盟。这是世界最领先的科学和工程研究中心之一。

2020年6月，学校校训“Scientia imperii decus et tutamen(科学是帝国的荣耀和庇护)”停止使用。