Darülfünun kurma fikri ilk olarak Sultan Abdülmecid’in saltanatı döneminde (1839-1861), eğitim sistemini düzenleme çalışmaları çerçevesinde ele alınmış ve bilgili ve kaliteli devlet memuru yetiştirmek hedefiyle 1846 yılında, Darülfünun (fenler evi) adı altında bir “yükseköğretim kurumu” açılmasına karar verilmiştir. Darülfünun’un faaliyet göstereceği binanın yapımı için, o yıllarda Ayasofya Camii restorasyonunu yapmakta olan İtalyan mimar Gaspare T. Fosatti (1809-1883) ile anlaşma yapılmıştır. Ayasofya yakınında inşa edilen Darülfünun binasının yapımı henüz tamamlanmadan, Aralık 1862’de, odalardan biri dershane olarak düzenlenmiş ve öğretime 13 Ocak 1863’te başlanmıştır. Binanın 1865 yılında Maliye Nezareti’ne tahsis edilmesiyle, dersler geçici olarak Çemberlitaş’taki Nuri Paşa Konağı’na nakledilmiştir. Aynı yıl çıkan Hocapaşa yangınında konağın yanması üzerine Darülfünun kapanmıştır.

Safvet Paşa’nın ilk maarif nazırlığı (1868-1871) döneminde yine Çemberlitaş’ta Darülfünun için yeni bir binanın yapımına başlanmıştır. Bugün Basın Müzesi olarak kullanılan binanın inşaatı 1869 yılında tamamlanmıştır. Darülfünun-i Osmanî adıyla eğitime 1869’da 450 öğrenci ile başlayan Darülfünun 20 Şubat 1870’te görkemli bir törenle resmen açılmıştır. Edebiyat, Fen ve Hukuk şubelerinden oluşan bu kurumda öğretim üç yıl olarak tasarlanmıştır.

Ancak kısa süre sonra şubeler kaldırılmış, bütün öğrenciler aynı dersleri görmeye başlamış özellikle hoca ve kitap teminindeki güçlükler sebebiyle 1873 yılında dersler yine kesilmiştir. 1874 yılına gelindiğinde üçüncü defa Darülfünun kurma teşebbüsünde bulunulmuş ve özellikle fiziki mekân ve hoca yetersizliği gibi engelleri bir nebze olarak aşabilmek için Darülfünun, Galatasaray Lisesi’nin temelleri üzerine oturtulmuştur. Darülfünun-ı Sultanî adı verilen bu kurum, Avrupa üniversitelerindeki gibi beş fakülteli (Tıp, Hukuk, Fen, İlahiyat, Edebiyat) olarak tasarlanmış, ancak bunlardan yalnızca “Hukuk Mektebi” ve Fen Fakültesi yerine de “Turuk u Maabir Mektebi” (Yollar ve köprüler okulu) 1874-75 yılında açılmıştır. Bu okullarda da eğitim 1881 yılında son bulmuştur.

1896’da Darülfünun’un yeniden açılması için hazırlıklara başlanmışsa da 1897’de Osmanlı- Yunan savaşı bu girişimi geciktirmiştir. Ancak ülkenin içinde bulunduğu bütün olumsuz şartlara rağmen Osmanlı idarecilerinin Darülfünun açma konusundaki gayret ve ısrarlarının bir sonucu olarak Darülfünun-ı Şahane nihayet, II. Abdülhamid’in tahta geçişinin 25. yıldönümünde, 1 Eylül 1900’de eğitim-öğretime başlamıştır. Üniversite eğitiminin süreklilik kazanması da bu kurum ile olmuştur. 1908 yılında II. Meşrutiyet’in ilanından sonra, ismi önce Darülfünun-i Osmanî olarak değiştirilmiş ve Fen, Edebiyat ve İlahiyat şubeleri (fakülteleri), Vezneciler’deki Zeynep Hanım Konağı’na taşınmıştır. Tıp Fakültesi ise, Haydarpaşa’da öğrenim vermeye devam etmiştir. 1912 yılında da radikal bir değişim geçirerek beş fakülteli hale getirilmiş ve aynı yıl yayınlanan tüzüğün getirdiği düzenlemeler, seçimli, katılımlı, tüzel kişilikli ve özerk yapılı bir Darülfünun modeli ortaya koymuştur. Birinci Dünya Savaşı yıllarında, Darülfünun’un öğretim kadrosu, savaşta müttefik olduğumuz Almanya’dan gelen öğretim elemanları ile desteklenmiştir. Savaşın sona ermesi üzerine, Alman öğretim elemanları Darülfünun’dan ayrılmışlardır. Savaştan hemen sonra 1919 yılında, Darülfünun’da özerklik kavramını o günkü şartlarda en ileri seviyeye getiren bir mevzuat yayınlanmıştır. Bu özerklik Cumhuriyet’in kuruluşundan hemen sonra 1924 yılında daha da genişletilmiştir.

Kurtuluş Savaşı sırasında Darülfünun, az sayıdaki öğrenciye, zor şartlar alında eğitim vermiştir. 1923’te Türkiye Cumhuriyeti’nin ilanı ve Ankara’nın başkent olmasıyla, 1924 yılında bakanlıklar, İstanbul’dan Ankara’ya taşınmış ve Beyazıt Meydanı’ndaki Harbiye Nezareti binası, Darülfünun’a verilmiştir. Aynı yıl, Darülfünun’a katma bütçe ile idare edilme hakkı ve tüzel kişilik verilmiş ve Darülfünun bu tarihten itibaren “İstanbul Darülfünunu” adını almış 1933 Üniversite Reformu’na kadar bu yapısıyla faaliyetini sürdürmüştür.

1933 yılında Atatürk’ün öncülüğünde gerçekleştirilen Üniversite Reformu, Cumhuriyet dönemi Türk yüksek öğretim tarihinde bir dönüm noktası olmuştur. Bu reform ile Osmanlı döneminin ve Cumhuriyet döneminin ilk ve tek üniversitesi olan İstanbul Darülfünunu İstanbul Üniversitesi’ne dönüştürülmüştür.

Türkiye Büyük Millet Meclisi’nin 31 Mayıs 1933’te aldığı karar uyarınca Darülfünun 31 Temmuz 1933’te kapatılmış ve bir gün sonra, 1 Ağustos 1933’te, İstanbul Üniversitesi kurulmuştur. Üniversitenin öğretim üyeleri üç gruptan oluşturulmuştur. Birinci grupta, kapatılan Darülfünun’dan alınan öğretim üyeleri, ikinci grupta yurt dışında lisans ve doktora yapmış olan genç Türk öğretim üyeleri yer almıştır. Üçüncü grup ise, o yıllarda Almanya’daki Nasyonal Sosyalist yönetimin baskısından kaçarak Türkiye’ye gelen yabancı bilim insanlarından oluşturulmuştur. Bu üç gruptan oluşan öğretim üyelerinin yetiştirdiği çok sayıda öğrenci ve bilim insanı daha sonra kurulacak bütün diğer Türk üniversitelerinin ve birçok bilim ve kültür kurumunun kurucu kadrolarında ya bizzat ya da yetiştirdikleri gençler vasıtasıyla yer almış veya katkıda bulunmuşlardır. Böylece hem eğitim hem de araştırma kurumu olarak birçok üniversite ve bilim kurumunun öncüsü ve nüvesini oluşturan İstanbul Üniversitesi bugün de ülkemizin en eski, en köklü ve en büyük üniversitesi olarak 23 araştırma üniversitesi arasında yer almakta, Cumhuriyet dönemi bilim hayatına katkılarını sürdürmektedir.