伯明翰大学的成立与伯明翰的医学发展密切相关。

1768年，伯明翰的第一位外科医生约翰汤姆林森(John Tomlinson)在伯明翰联合济贫院医院(Birmingham Union Workhouse Infirmary)教授医学，这是英国除伦敦和苏格兰以外的第一次医学教育。

1779年，伯明翰联合济贫院医院发展成为一所综合医院，临床教育开始。

1825年12月，威廉桑兹考克斯开始在医院教书，并开始推动建立一所医学院。

1836年，它更名为皇家伯明翰药理学和外科学院。

1843年，维多利亚女王授予它“女王医院”的称号，正式确认了它的地位。济贫院医务室成长为英国第一家当地教学医院。同年，皇家伯明翰药理学和外科学院更名为女王学院。1870年，伯明翰的实业家兼慈善家约西亚•梅森爵士(Sir Josiah Mason)开始起草梅森科学学院(Mason College of Science)的建校契约。梅森靠制造钥匙圈、钢笔、铅笔芯和电镀发家致富。

1875年的今天，梅森理学院成立。这所教育机构后来成为伯明翰大学的核心。

1880年10月1日，这座由杰斯罗科辛斯设计的建筑在伯明翰的埃德蒙街建成，著名的博物学家和教育家托马斯亨利赫胥黎发表了演讲，他在演讲中称梅森科学学院的建立是科学上的成功。作为进化论的坚定支持者，他强烈支持梅森科学学院对神学的攻击。

1882年，梅森科学学院从梅森学院转移到化学系、植物系和生理学，然后又转移到物理系和比较解剖学，这增加了它的影响力。1892年，在约瑟夫张伯伦的努力下，女王学院与梅森科学学院合并，并得到进一步发展。

1896年，梅森理学院发展成为一所大学级别的学院。

1897年，梅森科学学院获得法律许可成为一所大学。

1898年1月1日，梅森大学学院成立，约瑟夫张伯伦任校长。1900年3月24日，维多利亚女王颁发了皇家特许状，政府接受了伯明翰大学法案，皇家特许状于当年5月31日生效。

同年7月，卡斯索普家族在伯恩布鲁克捐赠了25英亩(约10公顷)的土地。查尔斯霍克洛夫爵士(Sir Charles Hockloff)提供了资金，钢铁大亨兼慈善家安德鲁卡内基(Andrew Carnegie)捐赠了5万英镑用于建造核心建筑群。校园仿照康奈尔大学的校园，英国第一所红砖大学诞生了。

Joseph Chamberlain是伯明翰大学的首任校长，Joseph Chamberlain是伯明翰大学的首任校长，Sal Oliver Rhodes是伯明翰大学的首任校长。

1901年，威廉阿什利爵士创立了英国第一所商学院(前身为伯明翰商学院)，并于1902年成为学院院长和首任教授。

由于伯明翰大学是由当地的实业家创办的，伯明翰市拥有英国商业财富的很大一部分，因此建立一所商学院成为工商业的迫切需要，皇家宪章中也包括了建立一所商学院。

1905年，爱德华埃尔加成为伯明翰大学音乐学院的佩顿教授。格兰维尔班托克继爱德华埃尔加之后创办了伯明翰大学音乐学院，成为英国高等教育中著名的音乐摇篮。在英国2008年的RAE评估中，音乐在全国排名第二。

1939年，罗伯阿特金森(Rob Atkinson)设计的巴伯美术学院(Barber Institute of Fine Art)开业。

1956年，英国第一个核科学反应堆物理硕士课程在伯明翰大学开设，同年，世界上第一个商业核电站在英国坎布里亚郡的考尔德大厦开业。

1957年，休卡森爵士和内维尔康德受伯明翰大学委托，在1900年的原址上制定校园总体规划，进一步扩大了校园规划。

在20世纪60年代，伯明翰大学开始了扩张期，建造了许多建筑物，扩大了校园。

1961年，大学中心建成。

1962年，职员宿舍建成。1963年，伯明翰大学协助罗得西亚大学(现津巴布韦大学)建立了医学院。这两所学校仍然保持着密切的联系和交换学生项目。

1965年，阿什利大厦建成。

1969年，穆尔黑德塔是为了纪念该校第一位哲学教授而建造的。

1984年6月13日，皇家天文学家弗朗西斯格雷厄姆-史密斯爵士为伯明翰大学天文台揭幕。2009年，穆尔黑德大厦竣工。

2011年8月9日，伯明翰大学宣布了1.75亿英镑的总体预算，用于重新规划校园，直到2017年底。主图书馆将被拆除，在主图书馆的西侧建造一座新楼，这样从北门到钟楼的中轴线将恢复到学校成立时的样子。一个新的体育中心也将建成，其中包括伯明翰的第一个国际游泳池。

2011年，在Grange Road Gate外修建了一条新的外部道路，道路和Bourn Brook Brook之间的狭长地带由维多利亚大厅集团建造，用于住宿“维多利亚大厅三期”。此外，在此期间，Vale村的Chamberlain Tower被拆除，并建造了一座新的住宿大楼。

2013年，位于阿斯顿韦伯大楼的布拉莫尔音乐大楼是最后一座完工的建筑，实现了其创始校长约瑟夫张伯伦(Joseph Chamberlain)在1909年的校园愿景。它共有450个座位，作为教学和表演场所以及音乐厅。

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