คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร ได้เริ่มจัดตั้งขึ้นโดยกำหนดเป็นโครงการในแผนพัฒนาการศึกษาระดับอุดมศึกษา ตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ระยะที่ 7
      เมื่อวันที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ.2537 ได้จัดตั้งเป็นคณะวิศวกรรมศาสตร์ พร้อมกับการจัดตั้งสำนักงานเลขานุการคณะ ฯ ภาควิชาวิศวกรรมโยธาและวิศวกรรมอุตสาหการ ทั้งนี้ได้เปิดทำการสอน 2 หลักสูตร คือ หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิศวกรรมโยธาและหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมอุตสาหการ
      ในปี พ.ศ.2538 ได้จัดตั้งภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและเปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล
      ในปี พ.ศ.2539 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรสถาปัตยกรรมศาสตร์ขึ้น โดยขึ้นอยู่กับภาควิชาวิศวกรรมโยธา
      ในปี พ.ศ.2540 ได้จัดตั้งภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ขึ้นและเปิดทำการสอนวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
      ในปี พ.ศ.2541 ได้จัดตั้งโครงการปริญญาตรีภาคพิเศษ เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาอุตสาหการ และหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาคอมพิวเตอร์
      ในปี พ.ศ.2543 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม (แผน ก)
      ในปี พ.ศ.2544 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา (แผน ก) และหลักสูตรสถาปัตยกรรมศาสตรได้แยกออกไปเป็นคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์
      ในปี พ.ศ.2545 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมการผลิตและอัตโนมัติ (นานาชาติ) (แผน ก)
      ในปี พ.ศ.2547 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิตสาขาวิชาการบริหารงานก่อสร้าง (แผน ข)
      ในปี พ.ศ.2548 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมการจัดการ (แผน ก) วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล (แผน ก) วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า (แผน ก) หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิตสาขาวิชาสิ่งแวดล้อม และหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิตสาขาวิชาวัสดุ
      ในปี พ.ศ.2550 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาวิศกรรมการจัดการ (แผน ก)
      ในปี พ.ศ.2551 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาการจัดการโครงสร้้างและการพัฒนาผังเมือง (แผน ข) และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิศวกรรมโยธา (แผนก)
      ในปี พ.ศ.2552 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมเคมี
      ในปี พ.ศ.2556 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์
      ในปี พ.ศ.2558 ได้เปิดทำการสอน Master of Science in Disaster Management (International Program) หรือหลักสูตรวิทยาศาสตร์มหาบัณฑิตสาขาวิชาการจัดการภับพิบัติ (หลักสูตรนานาชาติ) และร่วมกับสมาคม TESA เป็นเจ้าภาพจัดงานประชุมวิชาการนานาชาติด้านระบบสมองกลฝังตัวและเทคโนโลยีอัจฉริยะอัจฉริยะ (ICESIT2015)
      ในปี พ.ศ.2560 ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมเคมี และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิตสาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล และเป้นเจ้าภาพการประชุมวิชาการระดับชาติสังคมความรู้และดิจิทัล 2017
      ในปี พ.ศ.2561 ได้เป็นเจ้าภาพจัดการประชุมสภาคณบดีคณะวิศวกรรมศาสตร์แห่งประเทศไทย สมัยที่ 40 และเป็นเจ้าภาพจัดประชุมสัมมนาเชิงวิชาการด้านการจัดการโลจิสติกส์และโซ่อุปทาน ครั้งที่ 18 The 18^th Thai Value Chain Management & Logistics Conference (Thai VCML 2018)
      ในปี พ.ศ.2562 ได้จัดตั้งและเปิดทำการหน่วยบริการเพื่อพัฒนาธุรกิจและนวัฒกรรม (USIS) ที่สามารถใช้เป็นแหล่งเรียนรู้และสร้างนวัตกรรมให้แก่ภาคอุตสาหกรรมในพื้นที่ภาคเหนือตอนล่าง
      ในปี พ.ศ.2563 ได้เปิดอาคารปฏิบัติการด้านวิศวกรรมเคมีและวิศวกรรมวัสดุ และได้เป็นเจ้าภาพการประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 43 The 43^rd Electrical Engineering Conference (EECON)
      ในปี พ.ศ.2564 (ภาคเรียนปลาย ปีการศึกษา 2564)ได้เปิดทำการสอนหลักสูตรวิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมชีวเวช (พหุวิทยาการ) และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมชีวเวช (พหุวิทยาการ)
      ในปี พ.ศ.2565 ในปี พ.ศ.2565 ได้เปิดทำการสอน Bachelor of Engineering in Intelligent Innovation Engineering (English Program) หรือหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต สาขาวิศวกรรมนวัตกรรมอัจฉริยะ (หลักสูตรภาษาอังกฤษ)