1988年秋，同濟(jì)大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)及制造”專業(yè)（服務(wù)方向?yàn)槠囋O(shè)計(jì)及制造）正式向全國(guó)招生。同濟(jì)大學(xué)在機(jī)械工程系下設(shè)立汽車教研室，成立汽車研究室。
1991年4月，汽車工程系正式成立。下設(shè)工程機(jī)械專業(yè)、汽車專業(yè)、熱能動(dòng)力與裝置專業(yè)，1996年重組成新的汽車工程系，包括汽車專業(yè)和車用發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)。1999年7月29日，同濟(jì)大學(xué)汽車營(yíng)銷管理學(xué)院成立。2002年，同濟(jì)大學(xué)新能源汽車工程中心成立。
2002年4月28日，在汽車工程系、新能源汽車工程中心、汽車營(yíng)銷管理學(xué)院的基礎(chǔ)上，同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院正式成立。2004年9月，汽車學(xué)院全體遷入位于上海國(guó)際汽車城的同濟(jì)大學(xué)嘉定校區(qū)。
學(xué)院設(shè)有機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科博士后流動(dòng)站、管理工程一級(jí)學(xué)科博士后流動(dòng)站、車輛工程博士點(diǎn)、動(dòng)力機(jī)械及工程博士點(diǎn)、車輛工程碩士點(diǎn)、動(dòng)力機(jī)械及工程碩士點(diǎn)和車輛工程學(xué)士點(diǎn)。
截止至2009年底，汽車學(xué)院在職教工109名，其中教師78名，教授25名（其中24名為博士生導(dǎo)師），副教授21名。汽車學(xué)院聘請(qǐng)中國(guó)工程院院士郭孔輝教授為兼職博士生導(dǎo)師和大眾-同濟(jì)汽車研究院院長(zhǎng)；聘請(qǐng)多名國(guó)內(nèi)外著名汽車專家為兼職教授或客座教授。汽車學(xué)院與多個(gè)國(guó)家及地區(qū)的政府、高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)有著廣泛的科研協(xié)作關(guān)系、學(xué)術(shù)交流和人員交流。
汽車學(xué)院擁有世界先進(jìn)水平的汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)試驗(yàn)設(shè)備，如汽車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)、汽車廢氣排放測(cè)試分析儀、汽車道路模擬振動(dòng)臺(tái)，整車半消聲室以及三坐標(biāo)儀等。目前已建成上海地面交通工具風(fēng)洞中心和汽車造型研究中心。
截至2009年底，在讀全日制本科生980余人，碩士生398人，博士生86人，工程碩士267人，中德學(xué)院碩士生71人。本科培養(yǎng)為5年制，其中一年為主修德語(yǔ)或法語(yǔ)（二外）。碩士生培養(yǎng)2.5年制，博士生培養(yǎng)3年制。