Курс «Изыскания и проектирование железных дорог» впервые появился в 1835 году в качестве главной составной части предмета «Курс построений». В 1842 году он вошёл в «Курс строительного искусства». Первоначально курс читался на кафедрах «Сухопутных сообщений» (с 1865 года); «Построение и эксплуатация железных дорог» (с 1882 года), «Железные дороги» (с 1896 года).

Основателями науки и учебной дисциплины «Изыскания и проектирование железных дорог» являлись видные учёные: П.П. Мельников, П.И. Собко, Н.И. Липин, Н.О. Крафт, С.В. Кербедз, Н.П. Петров, Ю.В. Энгельгардт, К.А. Оппенгейм, Е.А. Гибшман и др.

Кафедра «Изыскания и проектирование железных дорог» впервые появилась в 1924 г. в результате раздела кафедры «Железные дороги». Первым заведующим кафедрой был В.О. Вяземский (1867-1924), инженер путей сообщения, строитель Великого Сибирского пути. С 1925 года кафедрой стал руководить К.Н. Кашкин (1866-1939), имевший богатый практический опыт. Им был создан фундаментальный труд «Экономика изысканий», выдержавший несколько изданий. В 1930 г. его необоснованно репрессировали и сослали на строительство предвоенного БАМа.

В 1928-1931 гг. кафедру последовательно возглавляли инженеры путей сообщения, доценты П.Г. Сидоренко и Д.А. Попов, а с 1931 года заведующим кафедрой был назначен профессор А.В. Горинов, впоследствии член-корреспондент АН СССР. В 1948 году заведующим кафедрой стал видный изыскатель, профессор С.А. Орбелианц, защитивший в 1941 году докторскую диссертацию.

В 1964 году кафедра была укрупнена и получила название «Изыскания, проектирование и постройка ж.д.». Однако уже в 1967 г. кафедра «Изыскания и проектирование ж.д.» вновь выделилась в самостоятельную. С 1964 года её возглавил М.И. Воронин, признанный ученый в области истории транспортной науки и техники. В 1974 году он защитил докторскую диссертацию, а впоследствии стал заслуженным работником транспорта, почетным профессором ЛИИЖТа, получил ряд других наград. В 1996 году он первым был удостоен высочайшей награды в области изучения и популяризации истории транспорта — медали имени А.А. Бетанкура.

М.И. Воронин положил начало новому научному направлению в развитии естествознания и техники, создал школу своих последователей. Начиная с шестидесятых годов под руководством М.И. Воронина и Л.З. Прасова кафедра активно включилась в научные исследования по повышению скорости движения поездов в европейской части нашей страны (Санкт-Петербург — Мурманск, Санкт-Петербург — Москва, Москва — Рига и др. направления).

В 1974 году, впервые среди выпускающих кафедр транспортных вузов, на базе Ленгипротранса было широко организовано реальное дипломное проектирование.

В 1985 году заведующим кафедрой был избран доцент В.М. Петров, специалист по скоростному движению поездов, один из авторов создания предпроекта ВСМ Санкт-Петербург — Москва, как начального звена высокоскоростного хода Хельсинки — Санкт-Петербург — Москва — Юг. Он являлся инициатором воссоздания в 1995 году общественной организации «Корпус инженеров путей сообщения».

В 1997-1999 гг. исполнял обязанности заведующего кафедрой доцент Н.С. Бушуев. С 1999 по 2010 её возглавлял доктор технических наук, профессор Е.С. Свинцов.

В настоящее время кафедру возглавляет к.т.н., доцент Шкурников С.В.

За активное участие в проектировании и строительстве БАМа трое преподавателей: М.И. Воронин, Н.С. Бушуев, C.В. Шкурников награждены правительственной наградой — медалью «За строительство Байкало-Амурской железнодорожной магистрали». За работу по совершенствованию наземной инфраструктуры космодромов «Байконур» и «Восточный» многие преподаватели награждены знаками Российского космического агентства, наградами Федерации Космонавтики.