1922年春，张作霖命奉天省长兼财政厅长王永江筹办东北大学。
原国立沈阳高等师范学校改办为东北大学理工科，原文学专门学校（原奉天法政学堂）改办为东北大学文法科。校长由王永江兼任，学生480余人。文法科设中国文学系、英文学系、俄文学系、法律学系、政治学系；理工科设数学系、物理学系、化学系、土木工学系，机械学系，并成立东北大学筹委会。1923年4月19日，奉天省公署颁发“东北大学之印”；4月26日正式启用，东北大学宣告成立，时任奉天省省长王永江为首任校长。1949年3月，东北行政委员会决定以东北大学工学院和理学院（部分）为基础建立沈阳工学院。1950年8月，定名为东北工学院，隶属国家冶金工业部，校址设在沈阳南湖。1950年4月，著名冶金专家靳树梁担任东北工学院院长，学生12936人，教师2428人。1981年，东北工学院被国家确定为首批具有学士、硕士和博士学位授予权的学校。1986年4月，经国务院批准，东北工学院成为国家33所试办研究生院的大学之一，这是学校把高层次人才培养作为重要任务的里程碑，也是步入第一层次大学的重要标志。1996年，东北大学进入国家首批“211工程”重点建设行列，秦皇岛分校也随之进入“211工程”行列，学校开始得到国家的重点支持。1998年，东北大学进入国家首批“985工程”大学行列，并划入教育部直属，秦皇岛分校也同步划入教育部直属。
2017年1月，东北大学入选辽宁省一流大学重点建设高校中的“世界一流大学重点建设高校”。
2017年9月，东北大学入选国家首批“双一流”（世界一流大学和一流学科）建设高校。
