帝國大學時期
- 臺北帝國大學
1928年，臺灣總督府成立臺北帝國大學，設「文政學部」、「理農學部」，首任校長為幣原坦。1936年設「醫學部」。1939年設「熱帶醫學研究所」。1941年4月4日設立大學預科（畢業後只能就讀臺北帝國大學） ，1943年設立「工學部」，1943年附設「南方人文研究所」、「南方資源科學研究所」。1943年理農學部分為「理學部」、「農學部」。至日治末期，臺北帝大有文政、理、農、醫、工共5個學部。
臺北帝國大學成立之初，僅定位為醫學和農學的實業大學，之後由臺灣總督伊澤多喜男改變辦學方針而成為綜合大學
國立大學時期
- 國立臺北大學
1945年8月日本二戰投降，10月25日台灣由中華民國接管，11月國民政府教育部接收臺北帝國大學，易名「國立臺北大學」。當時與省立師範學院（臺灣師範大學前身）、省立農學院（中興大學前身）、省立工學院（成功大學前身）並列為臺灣省僅有的4所高等教育機構。
- 國立臺灣大學
1945年12月15日，經國民政府行政院院會決議，教育部令國立臺北大學正式定名為「國立臺灣大學」，同時依中華民國大學制度，將帝大時期各「學部」改稱「學院」，並將文政學部劃分為文學院及法學院，加上理、醫、工、農共6個學院、22學系；1949年，中華民國政府因內戰失利從中國大陸撤退至臺灣，臺大遂取代原位於南京的國立中央大學，成為中華民國教育資源挹注最多之綜合大學，同時也是全臺灣學生人數最多的大學。
目前有11個學院、3個專業學院、56個學系、96個研究所（其中包含84個博士班），以及進修學士班（含夜間部），學生達三萬餘人。未來規劃設置附屬中學，而鄰近校總區的臺北市立民族國民中學在2006年已經開會決議，在未來以OT（委外經營）模式，有可能轉型為國立臺灣大學附屬高級中學（同時附設國中部），臺北市政府教育局並明定原國中學區學生能直接入學國中。不過曾經有教育工作者曾批評教育部的相關OT制度[40]。
2015年1月，臺大與國立臺灣科技大學、國立臺灣師範大學三校結盟合組國立臺灣大學聯盟[32]，2016年3月31日經中華民國教育部正式核定改組為國立臺灣大學系統。
2021年，台大校長管中閔提出「台大2028－未來大學，驅動未來」
