گروه هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی در سال ۱۳۷۹ در دانشکده مهندسی مکانیک این دانشگاه تأسیس گردید و نخستین گروه از دانشجویان کارشناسی ارشد علاقه مند به این رشته در چهار گرایش آیرودینامیک، پیشرانش (جلوبرندگی)، سازه‌های هوائی و دینامیک پرواز و کنترل مشغول به تحصیل شدند.

پس از آن با توجه به نیازهای موجود در بخش مهندسی فضایی، در پی تدوین برنامه آموزشی جامع توسط اساتید دانشکده و تصویب آن از سوی وزارت علوم و تحقیقات و فن آوری، گرایش مهندسی فضایی نیز برای اولین بار در کشور، در اوایل سال ۱۳۸۱ تأسیس گردید.

از سوی دیگر با توجه به همکاری‌های علمی دانشکده مهندسی هوافضا و دانشگاه تکنولوژی هوافضای مسکو MATI، در مهرماه سال ۱۳۸۳ پس از اخذ مجوزهای لازم، دوره کارشناسی مشترک مهندسی هوافضا با همکاری این دو دانشگاه تأسیس گردید که بنا بر برنامه ریزی‌های انجام شده دانشجویان این دوره ۳ تا ۴ سال از زمان تحصیل خود را در دانشکده هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی و یک سال دیگر را در دانشگاه تکنولوژی هوافضای مسکو می گذرانند.

به دنبال موفقیت‌های فوق و با موافقت وزارت علوم، تحقیقات وفن آوری در اوایل سال ۱۳۸۴ دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی بطور مستقل و به عنوان سومین دانشکده هوافضای کشور تأسیس گردید که با توجه به توانمندی‌های دانشکده با تصویب وزارت علوم، تحقیقات و فن آوری مجوز دوره کارشناسی روزانه نیز به دانشکده هوافضا داده شد و از مهرماه ۱۳۸۵ تعداد ۴۳ نفر دانشجو در دروه کارشناسی هوافضا مشغول به تحصیل شدند. مقطع دکتری هوافضا نیز در این دانشکده از مهرماه سال تحصیلی ۸۷-۸۶ راه اندازی شده است.