Khoa Công nghệ Thực phẩm được hình thành và phát triển từ tổ giáo viên Chế biến (1959), sau là Bộ môn Chế biến (năm học 1961-1962), một trong những bộ môn đầu tiên của Trường từ những năm đầu được thành lập, trực thuộc Khoa Thuỷ sản tại Học viện Nông lâm (sau là Trường Đại học Nông nghiệp, nay là Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội). Bộ môn phụ trách đào tạo kỹ sư ngành Chế biến thủy sản.
Ngày 16/8/1966, Khoa Thủy sản tách thành Trường Thủy sản, tách khỏi Trường Đại học Nông nghiệp, phần lớn Trường Thủy sản sơ tán về Hải Dương, Hưng Yên và Hải Phòng (năm 1967, Tổng cục Thủy sản bố trí số nhà 48 Hàng Buồm là nơi đăng ký giao dịch chính thức của Trường Thủy sản). Lúc này Bộ môn Chế biến thuộc Khoa Công nghiệp cá của Trường Thủy sản.
Năm 1976, khi Trường Thủy sản chuyển từ Hải Phòng vào Nha Trang và đổi tên thành Trường Đại học Hải sản, Bộ môn Chế biến vẫn thuộc Khoa Công nghiệp cá. Năm 1978, Khoa Chế biến được hình thành từ Bộ môn Chế biến khi Khoa Công nghiệp cá được tách thành 3 khoa (Khoa Khai thác, Khoa Cơ khí và Khoa Chế biến).
Tháng 8/1981, Trường Đại học Hải sản đổi tên thành Trường Đại học Thủy sản. Tháng 12/1988, cấp khoa giải thể, Bộ môn Chế biến trực thuộc Giám hiệu. Cũng trong năm này Bộ môn Chế biến được phép đào tạo nghiên cứu sinh chuyên ngành Chế biến thủy sản. Năm 1990, Bộ môn Chế biến trực thuộc Khoa Kinh tế-Chế biến khi các khoa chuyên ngành được tái lập.
Tháng 11/1991 Khoa Chế biến được tách ra từ Khoa Kinh tế-Chế biến. Khoa Chế biến bắt đầu đào tạo thạc sĩ Công nghệ chế biến thủy sản từ năm 1995. Từ năm 2000, Khoa đào tạo thêm kỹ sư ngành Công nghệ thực phẩm và ngành Công nghệ nhiệt lạnh. Ngoài ra, Khoa còn đào tạo chuyên ngành Công nghệ sinh học từ năm 2002 đến khi ngành được chuyển sang Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường vào năm 2006.
Tháng 9/2011, Khoa biến đổi tên thành Khoa Công nghệ Thực phẩm, cũng trong thời gian này Bộ môn Kỹ thuật Nhiệt lạnh và ngành Công nghệ nhiệt lạnh chuyển sang Khoa Cơ khí.
Từ năm học 2013-2014, ở bậc đại học Khoa Công nghệ Thực phẩm được đào tạo thêm 2 ngành Công nghệ sau thu hoạch và Công nghệ kỹ thuật hóa học, nâng số ngành của Khoa quản lý lên 4 ngành (Công nghệ chế biến thủy sản, Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sau thu hoạch và Công nghệ kỹ thuật hóa học).
Khoa Công nghệ thực phẩm hiện có 04 bộ môn: Công nghệ chế biến thủy sản, Công nghệ thực phẩm, Đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm, và bộ môn Hóa. Đội ngũ cán bộ của Khoa có nhiều kinh nghiệm về đạo tạo và kiến thức chuyên môn, luôn hăng say nghiên cứu khoa học. Nhiều đề tài cấp Bộ, cấp Tỉnh và cấp Trường đã và đang được triển khai thực hiện đã phục vụ thiết thực trong công tác giảng dạy cũng như chuyển giao công nghệ đóng góp vào sự phát triển cho ngành thủy sản, thực phẩm nước nhà. Khoa Công nghệ thực phẩm cũng có quan hệ hợp tác về đào tạo, nghiên cứu, chuyển giao công nghệ với các trường, viện nghiên cứu thực phẩm - thủy sản; doanh nghiệp chế biến thực phẩm - thuỷ sản; cơ quan quản lý nhà nước về thủy sản trên phạm vi cả nước và quan hệ hợp tác với hơn 20 đơn vị trường, viện ở 14 nước khác nhau như: Mỹ, Canada, Iceland, Na-uy, Đan Mạch, Bỉ, Pháp, Nga, Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc, Úc, …
Với những thành tích đã đạt được trong hoạt động giáo dục đào tạo và nghiên cứu khoa học, nhiều cá nhân và tập thể Khoa đã vinh dự được nhận bằng khen/giấy khen của Thủ tướng Chính phủ, các bộ, ngành, uỷ ban nhân dân các tỉnh và các tổ chức Công đoàn, Đoàn TNCS trao tặng. Về tập thể, Khoa Chế biến và Bộ môn Chế biến đã được nhận Huân chương Lao động hạng. Về cá nhân, GS.TS. Trần Thị Luyến đã vinh dự được nhận danh hiệu Anh hùng Lao động thời kỳ đổi mới, danh hiệu Nhà giáo Nhân dân và giải thưởng Kovalevskaia; GS.TS. Nguyễn Trọng Cẩn đã vinh dự được nhận Huân chương Lao động hạng 2 và 3, danh hiệu Nhà giáo Nhân dân; Cô Đỗ Minh Phụng được nhận Huân chương Lao động hạng 3 và danh hiệu Nhà giáo ưu tú; TS. Đỗ Văn Ninh đã vinh dự được nhận danh hiệu Nhà giáo ưu tú. Điển hình về thành tích khoa học công nghệ có GS.TS. Trần Thị Luyến được Bộ Giáo dục và Đào tạo tặng bằng khen về thành tích trong hoạt động KHCN giai đoạn 2001-2005; ThS. Ngô Thị Hoài Dương được UBND tỉnh Quảng Bình tặng bằng khen về thành tích trong hoạt động chuyển giao công nghệ cho tỉnh Quảng Bình năm 2007, ThS. Trần Thị Mỹ Hạnh được nhận giấy khen của Liên hiệp các Hội Khoa học kỹ thuật tỉnh KH vì đạt giải Khuyến khích giải thưởng sáng tạo KHCN tỉnh Khánh Hoà lần thứ IV (2010-2011).
Nhiều thầy cô giáo là giảng viên, lãnh đạo của Khoa đã có nhiều thành đạt và đóng góp cho sự nghiệp đào tạo và khoa học công nghệ của đất nước, của ngành thủy sản và của Trường như: TS. Tạ Quang Ngọc đã từng là Bộ trưởng Bộ Thủy sản; GS.TS. Nguyễn Trọng Cẩn đã từng là hiệu trưởng Nhà trường; GS.TS. Trần Thị Luyến, TS. Đỗ Văn Ninh đã từng là hiệu phó của Trường. Nhiều sinh viên tốt nghiệp từ Khoa đã rất thành công trong sự nghiệp, điển hình có GS.TS. Trần Thị Luyến, TS. Đỗ Văn Ninh, ông Lê Văn Quang Chủ tịch HĐQT, Công ty Cổ phần Tập đoàn Thủy sản Minh Phú (MPC), v.v…
Qua 60 năm hình thành và phát triển cùng với sự đi lên của Nhà trường, Khoa Công nghệ Thực phẩm đã phát triển trở thành một tập thể vững mạnh cả về số lượng và chất lượng trong lĩnh vực đào tạo cũng như nghiên cứu khoa học.
Khoa Chế biến trước đây và Khoa Công nghệ Thực phẩm hôm nay đã và đang là một trong những khoa truyền thống mũi nhọn của Trường từ những ngày đầu thành lập và trong tương lai vẫn là một trong những khoa mạnh nhất của Trường.