清華大学の歴史は、中華民国建国の1911年、北京清華園に創設された「清華学堂」に端を発します。「清華学堂」の名は1928年に「国立清華大学」と改められ、現在に至ります。本学は学生の「自己修養」と「社会貢献」を校訓に掲げ、自己の成長、人類や自然に対する慈悲深く度量の広い人格形成、この二点を基本理念に挙げています。

清華大学は第二次世界大戦中、中国南西部の昆明へ移転し、現地では国立北京大学及び国立南開大学と合同で設立した国立西南聯合大学の名で存在しました。清華大学は戦後1946年に北京へ戻り、中華民国台湾遷都（1949年）後の1956年、新竹市において再建されることとなります。当時設置された学術プログラム第一号は原子科学研究科（大学院）で、学部課程の設置は1964年から始まりました。

国立清華大学の歴史において、初期の頃は、米国政府が義和団の乱後に受け取った賠償金を基に設立した財団を通して、学生の米国留学を奨励していました。留学の機会を得た千人以上もの学生が米国から西洋の科学技術を持ち帰り、こうした努力が結果的に中華民国の近代化に多大な影響をもたらしました。本学は卓越した学術業績においても歴史があり、これまでにノーベル物理学賞受賞者二名及び化学賞受賞者一名、ウルフ賞受賞者一名を輩出しています。

国立清華大学は学生に対する教育はもちろん、研究開発の分野にも常に力を入れています。新竹市における大学再建当時は、原子科学テクノロジーが研究の中心でしたが、後に科学工学や生命科学を加えてプログラムの拡大を図り、1984年に人文社会学部を設立してからは総合大学となっています。