建筑工程系是同济大学历史最悠久的系之一，前身始于1914年同济医工学堂的土木科。1952年高等院校院系调整，同济大学设立了结构系，为建筑工程系的开端，经过多次合并，现已成为同济大学规模最大的系之一。建筑工程系设有结构工程、土木工程施工、土木工程计算机仿真三个学科方向。建筑工程系师资力量雄厚，现有校编教职员工95人，专业教师中正高职称32人、副高职称39人、中级职称16人，包括中国工程院院士1人、比利时皇家科学与艺术院外籍院士1人、长江学者特聘教授3人、国家杰出青年基金获得者4人、国家万人计划科技创新领军人才1人等高层次人才。

桥梁工程学科创建于1952年，是我国高校中最早设置的两个桥梁工程学科之一，1987年成立我国高校中第一个桥梁工程系，2000年被遴选为上海市十个“重中之重”学科之一，在2002年和2007年两次“桥梁与隧道工程”国家重点学科评估中均名列全国第一，是国际桥梁及结构工程协会（IABSE）中国团组、中国土木工程学会（CCES）桥梁及结构工程分会和风工程委员会等学术组织常设机构所在地。桥梁工程系设有桥梁工程、结构风工程两个学科方向，师资力量雄厚。现有校编教职员工78人，专业教师中正高职称32人、副高职称21人、中级职称19人，包括中国工程院院士1人、长江学者特聘教授2人、国家杰出青年科学基金获得者1人、国家973计划首席科学家1人等高层次人才。

地下建筑与工程系前身始建于1952年，1958年正式成立系，是我国最早从事地下结构、地基基础、水文地质与工程地质专业教学与研究的单位之一。本系汇集了隧道及地下建筑工程、岩土工程两个土木工程学科方向，以及地质资源与地质工程一级学科。地下建筑与工程系师资力量雄厚，现有校编教职员工86人，专业教师中正高职称50人、副高职称17人、中级职称9人，包括中国科学院和工程院院士（含外籍院士）4人、日本工程院外籍院士1人、长江学者特聘教授3人、国家杰出青年基金获得者4人、国家万人计划科技创新领军人才4人，以及其他各级各类国家和省部级及海外人才百余人次。

结构防灾减灾工程系由结构工程与防灾研究所于2018年更名而成，结构工程与防灾研究由工程结构研究所和结构理论研究所于1999年10月合并而成，其前身是1958成立的上海市最早的土木工程研究机构——上海市工程结构研究所和1963年李国豪教授（前校长）组建的结构理论研究室（1964年由国家科委正式批准成立）。本系设有结构防灾减灾工程及防护工程、结构工程二个学科方向，师资力量雄厚。现有校编教职员工47人，专业教师中正高职称19人、副高职称13人、中级职称3人，包括中国工程院院士1人、日本工程院外籍院士1人、欧洲科学院院士1人、长江学者特聘教授1人、国家杰出青年基金获得者3人、国防科技卓越青年基金获得者1人、国家万人计划科技创新领军人才1人等高层次人才。

水利工程学科历史悠久，其沿革可追索到1930年设立的土木工程系水利组。1952年，水利组调整到华东水利学院（现更名为“河海大学”）；1958年，同济大学成立水工系；1999年，开设“港口航道与海岸工程”本科专业；2005年获准水利工程一级学科硕士学位授予权；2006年整合相关学科专业成立水利工程系2006年。本系设有港口海岸与近海工程、水工结构工程、水文学及水资源三个学科方向。现有校编教职员工16人，专业教师中正高职称6 人、副高职称7 人、中级职称2 人。