คณะเทคโนโลยีสารสนเทศ เริ่มดำเนินงานตั้งแต่ปี พ.ศ. 2534 และเป็นส่วนราชการตามพระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ตามราชกิจจานุเบกษา ฉบับที่ 114 วันที่ 21 พฤษภาคม พ.ศ. 2540 โดยมี ดร.กฤษณพงศ์ กีรติกร เป็น ประธานโครงการจัดตั้งคณะฯ โดยมีวัตถุประสงค์ในการจัดตั้งคณะเพื่อเปิดการเรียนการสอนให้กับนักศึกษาตั้งแต่ระดับปริญญาตรีขึ้นไป ให้มีความรู้ความสามารถในด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ และทำการวิจัยประยุกต์ทางเทคโนโลยีสารสนเทศ ทั้งยังให้บริการวิชาการคอมพิวเตอร์และการประมวลสารสนเทศให้แก่หน่วยงานทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย โดยเริ่มแรกนั้น ใช้พื้นที่บริเวณอาคารเรียนรวม 2 ชั้น 3 ในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

คณะฯ ได้เปิดการเรียนการสอนในหลักสูตรวิทยาศาสตร์บัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ (2 ปีต่อเนื่อง) ในวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2538 และต่อมาในวันที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2538 ก็ได้เปิดสอนในหลักสูตรวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ และการจัดตั้งห้องสมุดขึ้นเพื่อเป็นแหล่งค้นคว้าและพัฒนาความรู้ให้แก่นักศึกษา คณาจารย์และ พนักงาน ต่อมาในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2539 ทางคณะฯ ได้ขยายวิทยาเขตไปยังจังหวัดราชบุรี ซึ่งเปิดสอนในหลักสูตรวิทยาศาสตร์บัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ โดยมีรูปแบบการจัดทำการเรียนการสอนผ่านทางระบบ VDO Conference จากวิทยาเขตธนบุรีเพื่อให้ได้มาตรฐานการสอนที่เท่าเทียมกัน และในเดือนเดียวกันนั้น ได้มีการจัดตั้งศูนย์ประสานงานภาษาอังกฤษ (English Language Coordination Section หรือ ELCS) ขึ้น เพื่อสนับสนุนการพัฒนาทักษะภาษาอังกฤษให้กับนักศึกษาและบุคลากรของคณะฯ

ในวันที่ 17 มิถุนายน พ.ศ. 2542 ได้มีการปรับหลักสูตรวิทยาศาสตร์มหาบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ ด้วยร่วมมือกับองค์กรเอกชนที่มีความเชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ ได้แก่ไอบีเอ็ม (IBM), ออราเคิล (Oracle) และทรีคอม (3Com) โดยเน้นรูปแบบการสอนสัมมนาเชิงปฏิบัติการ (Workshop) โดยผู้ที่สำเร็จการศึกษาในหลักสูตรนี้จะได้ประกาศนียบัตรที่รับรองร่วมกันโดยคณะฯ และองค์กรที่ร่วมมือ หลักสูตรที่คณะฯ เปิดสอนเป็นหลักสูตรต่อมาคือหลักสูตรวิทยาศาสตร์บัณฑิต สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ (หลักสูตรภาษาอังกฤษ) ในวันที่ 1 มิถุนายน พ.ศ. 2543 และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ (ภาษาอังกฤษ) ในวันที่ 24 เมษายน พ.ศ. 2543 และหลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ (ภาษาอังกฤษ) ในวันที่ 18 เมษายน พ.ศ. 2548 ตามลำดับ

ปัจจุบันคณะเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี(บางมด)ถือว่าเป็นคณะไอที ที่มีหลักสูตรและสาขาวิชามากที่สุดในประเทศไทย รวมทั้งหมด 9 หลักสูตร ทั้งในระดับ ป.ตรี ป.โท และป.เอก อีกทั้งยังเป็นคณะไอทีคณะแรกของประเทศไทยที่เปิดสอนในทุกระดับ ตั้งแต่ ป.ตรี ป.โท และป.เอก ด้วยเช่นกัน