In 1600 stichtte prins Maurits een ingenieursschool aan de universiteit te Leiden voor opleiding tot vestingbouwer. Voor deze school schreef Simon Stevin een instructie. Op verzoek van de prins schreef hij voor, dat de lessen in het Nederlands moesten worden gegeven.

Geleidelijk groeide bij de leerkrachten verzet tegen het doceren in de landstaal. Aan dit verzet nam Petrus van Schooten, een in 1660 benoemde docent, de leiding. De kwestie liep zó hoog op, dat het Curatorium in de zaak werd betrokken. In 1669 kregen de docenten van de curatoren toestemming him lessen in het Latijn te geven, zoals toen gebruikelijk was aan de universiteiten. Dit besluit betekende het einde van de opleiding, omdat de meeste leerlingen niet voldoende vooropleiding hadden om lessen in een vreemde taal te volgen. De universiteit van Franeker heeft ook een technische opleiding gehad, maar deze was voor Nederland minder belangrijk omdat de meeste leerlingen Duitsers waren. Voor Nederland zou tot ver in de negentiende eeuw de ingenieursopleiding verbonden blijven aan een militaire loopbaan: bij de genie, de artillerie of de vestingwerken.

In 1735 deed kolonel Van Glabeek, commandant van de Nederlandse artillerie, een voorstel tot het oprichten van krijgs- en artilleriescholen. Zijn voorstel werd verworpen. In 1789 deed Paravicini di Capelli, eveneens commandant van de Nederlandse artillerie, opnieuw een voorstel tot de oprichting van artilleriescholen. De staten gaven daarop toestemming tot het stichten van drie artilleriescholen, die gevestigd werden in Zutphen, Breda en 's-Gravenhage.

Bij Besluit van 23 september 1800 werd aan de school van Zutphen een genieschool toegevoegd. In 1805 werd deze school nog uitgebreid.

In 1805 werden de artilleriescholen van Breda en 's-Gravenhage opgeheven. De school van Zutphen werd naar Amersfoort overgeplaatst onder de naam "Algemene theoretische en practische school voor artillerie, genie en waterstaat".

Bij Besluit van 17 september 1806 werd in 1807 te Honsholredijk een koninklijke militaire kadettenschool opgericht, die op 18 oktober 1809 werd samengevoegd met de school van Amersfoort, welke daarna werd overgeplaatst naar 's-Gravenhage onder de naam "Koninklijke militaire school". Toen in 1810 ons land bij Frankrijk werd ingelijfd werd de school opgeheven. De leerlingen konden hun studie voortzetten aan één van de Franse scholen of dienst nemen in het Franse leger.

Na de bevrijding in 1813 werd bij Koninklijk Besluit van 24 februari 1814 een artillerie- en genieschool te Delft opgericht. Aan deze onderwijsinstelling werden zowel militairen als burgers tot ingenieur opgeleid. In 1815 werd het onderwijs uitgebreid met een opleiding tot officier bij de infanterie en cavalerie. In 1817 volgde een tweede uitbreiding met een opleiding tot officier bij de marine en constructeur bij de scheepsbouw. Toen uitbreiding van het gebouw noodzakelijk was, bleken de kosten zó hoog, dat besloten werd de school te sluiten. Ondanks de vele protesten gingen de deuren van de school in 1829 dicht. De leerlingen konden hun studie voortzetten aan de in 1828 opgerichte Koninklijke Militaire Akademie te Breda of aan het Koninklijk Instituut voor Marine te Medemblik.

In 1835 werden in het pas afgescheiden België scholen voor hoger technisch onderwijs geopend. Kort daarop werden ook in Nederland pogingen ondernomen tot het oprichten van zelfstandige technische onderwijsinstellingen: in hetzelfde jaar wees A.J. Houck in zijn proefschrift over staathuishoudkunde op de noodzaak van technisch onderwijs, dat onafhankelijk van de militaire opleiding was; op 2 april 1841 hield Vorsselman de Heer in Deventer een redevoering, waarin hij de betekenis van het technisch onderwijs voor Nederland nader uiteenzette.

De befaamde wiskundige J.H. van Swinden en de architect A.W. van Dam richtten in 1841 met de heren Warnsinck, Heynincks en Penn, een verzoek aan de minister van Binnenlandse Zaken tot het oprichten van een polytechnische school. De minister pleegde hierop overleg met zijn adviseur ir. A. Lipkens, hetgeen in januari 1842 leidde tot de opdracht van koning Willem II aan Lipkens om de oprichting van een onderwijsinstelling voor burgerlijke ingenieurs voor te bereiden. Bij Koninklijk Besluit van 8 januari 1842 Staatsblad nr. 73 werd de Koninklijke Akademie opgericht en werd Lipkens tot directeur benoemd.

De voorbereidende werkzaamheden werden door Lipkens in snel tempo uitgevoerd, omdat hij na de kerstvakantie met de lessen wilde beginnen.

Het gemeentebestuur van Delft wees de voormalige artillerie- en genieschool, Oude Delft 95, als schoolgebouw toe. Voor de verbouwing en inrichting werd een eenmalige subsidie van ƒ 10.000,-- door het Rijk beschikbaar gesteld.

Op 20 mei 1842 berichtte Lipkens aan de minister van Binnenlandse Zaken, dat de studenten voor de waterstaat, die aan de Koninklijke Militaire Akademie te Breda studeerden, daar hun studie mochten afmaken, maar dat in Breda geen nieuwe studenten voor de waterstaat meer werden ingeschreven.

De toelatingseisen, het studieprogramma en de samenstelling van het bestuur werden geregeld bij Koninklijk Besluit van 20 oktober 1842 Staatsblad nr. 35. Hierin werd bepaald, dat de prins als beschermheer aan het hoofd stond van de Akademie, dat de minister van Binnenlandse Zaken beheerder zou zijn, de directeur belast zou worden met het regelen van het onderwijs en het handhaven van de orde en dat er een administrateur zou worden aangesteld voor de financiën.

Alvorens te worden toegelaten moesten de kandidaten voor een commissie een toelatingsexamen afleggen. Aan de Akademie bestonden vier studiemogelijkheden:

Een opleiding voor 's lands dienst, zowel in Nederland als de koloniën voor de waterstaat en de mijnwerken. Een cursus voor Oost-Indisch ambtenaar. Een cursus voor kandidaten, die werden opgeleid voor een betrekking aan het Departement van Financiën. Een cursus voor enig exact wetenschappelijk vak buiten de dienst van het Rijk (burgerlijke ingenieurs).

De cursus voor opleiding voor een betrekking aan het Departement van Financiën duurde één jaar. De andere vier jaar.

Het akademiegeld werd vastgesteld op ƒ 200,-- per jaar. Omdat Lipkens na de kerstvakantie met de lessen wilde beginnen en eerst de toelatingsexamens moesten worden afgenomen, werden, bij Koninklijk Besluit van 29 oktober 1842 Staatsblad nr. 8, R. Lobatto, W.L. Overduin en T. Roorda tot leraren en C.C. Uhlenbeek tot administrateur benoemd.

Bij Koninklijk Besluit van 4 november 1842 Staatsblad nr. 113 werden de drie leraren benoemd tot leden van de commissie voor het afnemen van de toelatingsexamens. Uhlenbeek werd als secretaris toegevoegd.

Op 4 januari 1843 werd de Koninklijke Akademie officieel geopend met een toespraak van de minister van Binnenlandse Zaken in tegenwoordigheid van de koning en de prins.

Al spoedig bleek, dat de beschikbare ruimte niet voldoende was. Reeds in 1843 verzocht Lipkens herhaaldelijk aan het college van Burgemeester en Wethouders lokalen voor de Akademie beschikbaar te stellen, echter zonder resultaat.

Bij zijn benoeming tot directeur had Lipkens bepaald, dat hij na de eerste eindexamens zou aftreden. Daarom werd bij Koninklijk Besluit van 7 september 1845 Staatsblad nr. 47 dr. G. Simons met ingang van 1 september 1845 benoemd tot adjunct-directeur, voorlopig belast met onderwijs in de werktuigbouwkunde. De eerste diploma-uitreiking vond op 27 juni 1846 plaats, waarna Lipkens als directeur aftrad. Hij vestigde zich in Warmond, waarhij op 15 december 1847 overleed.

Het directoraat van Simons kenmerkte zich door de invoering van noodzakelijke bezuinigingen en de oprichting van studentenverenigingen. Hij had een actief aandeel in de oprichting van de Sociëteit "Phoenix" in 1847 en het "Delfts-Studenten Corps" één jaar later. Om de studenten een inzicht te geven in de struktuur van de school en de studiemogelijkheden verscheen in 1851 de eerste studentenalmanak.

Simons werd bij Koninklijk Besluit van 23 juni 1856 Staatsblad nr. 49 op 25 juni 1856 benoemd tot minister van Binnenlandse Zaken. Voorlopig werd geen nieuwe directeur benoemd. Als minister van Binnenlandse Zaken bleef Simons beheerder van de Akademie. Uit de docenten werd een raad van bestuur benoemd, belast met het dagelijks bestuur.

Op 5 juli 1859 berichtte de minister van Binnenlandse Zaken, dat J.A. Keurenaer, gepensioneerd majoor van de genie in Nederlands-Indië en onder-officier van de genie van de tweede militaire afdeling op Java, met ingang van 1 augustus 1859 tot directeur was benoemd. De nieuwe directeur heeft een laatste poging in het werk gesteld om de militaire discipline weer in te voeren.

Op 13 april 1861 maakte het ministerie van Binnenlandse Zaken een plan voor nieuwbouw tot huisvesting van studenten bekend; daarmee hing een reglement samen, dat bij Koninklijk Besluit van 7 september 1861 Staatsblad nr. 52 werd bekend gemaakt. De invoering hiervan en de plannen tot "kazernering" van de studenten leidden tot verzet van het Corps. Daarop besloot de minister van Binnenlandse Zaken de Akademie van 22 november 1861 tot 21 januari 1862 te sluiten, omdat naar het oordeel van de directeur las geven onmogelijk was geworden. Het Corps deed pogingen tot de oprichting van een tegen-universiteit en bracht de publieke opinie in beweging door de "Vrije Studie" als inzet te stellen. Een commissie van onderzoek werd opgericht, waarin zowel docenten als studenten zitting hadden. De commissie wist te bewerken, dat het nieuwe reglement en de plannen tot de bouw van een vleugel aan de Akademie tot huisvesting van de studenten voorlopig werden uitgesteld. De invoering van het nieuwe reglement en de nieuwbouw zijn nooit gerealiseerd.

De wet op het middelbaar onderwijs van 2 mei 1863, Staatsblad nr. 50, voorzag in de oprichting van polytechnische scholen, waarin studievormen analoog aan de universitaire opleiding werden voorgeschreven. Volgens artikel 95 van deze wet trad de wet op 1 juli 1863 in werking en volgens het eerste lid van artikel 93 moesten polytechnische scholen vóór of uiterlijk op 1 juli 1864 zijn geopend. Op grond van deze wet werd de Koninklijke Akademie per 30 juni 1864 gesloten.

Op 1 juli 1864 werd de Polytechnische School geopend. De officiël opening vond plaats op 26 september 1864. De school werd bestuurd door een directeur, die werd bijgestaan door een raad van bestuur. Volgens artikel 43 van de wet op het middelbaar onderwijs moest de raad worden gekozen uit de hoogleraren. Uit de raadsleden werd een secretaris gekozen voor de tijd van één jaar. De eerste vergadering van de raad van bestuur vond plaats op 9 juli 1864. In de vergadering van 10 augustus van dat zelfde jaar werd het onderwijsprogramma samengesteld, dat bij ministeriële beschikking nr. 7 van 14 augustus 1864 werd bekrachtigd.

Aan de school was een directeur met acht hoogleraren, vijf leraren en één hoogleraar-honorair, dr. R. Lobatto, verbonden. Voor de toelating tot de lessen was het eindexamen HBS vijfjarige cursus verplicht. Het toelatingsexamen werd afgeschaft. Omdat aanvankelijk het aantal hogere burgerscholen met vijfjarige cursus beperkt was, moest volgens artikel 94 van de wet tot regeling van het middelbaar onderwijs tijdelijk voorbereidend onderwijs aan de Polytechnische School worden gegeven. Dit voorbereidend onderwijs werd in 1866 opgeheven.

De school leidde op tot civiel-ingenieur, bouwkundig-ingenieur (architect), scheepsbouwkundig-ingenieur, werktuigbouwkundig-ingenieur, mijn-ingenieur en gaf ook onderricht in de theoretische en practische mechanica, de kennis van werktuigen, de waterbouwkunde, het situatie-, ornament- en handtekenen, de beginselen van de geodesie, het practisch landmeten en waterpassen en het administratief recht met betrekking tot de waterstaat van de openbare werken.

Het was ook mogelijk de lessen van één of enkele vakken te volgen. Ingeschrevenen voor één of enkele lessen moesten bij het begin van de cursus een evenredig deel van het collegegeld betalen. Het collegegeld bedroeg ƒ 200 ,--- per jaar.

Op 8 september 1864 vond de eerste inschrijving van studenten plaats. De school startte met 91 leerlingen en was weldra aan uitbreiding toe. In 1869 overwoog de raad van bestuur de Polytechnische School naar Amsterdam over te plaatsen, omdat de raad meende, dat de hoofdstad betere huisvesting zou kunnen bieden aan docenten en studenten. Amsterdam beschikte echter niet over een geschikt schoolgebouw, aardoor het plan niet doorging. Het ruimtegebrek werd nijpend. Referendaris Victor de Stuers droeg enige oplossingen aan. Gedeeltelijk werd dit ook opgelost toen de rijksbouwkundige J. van Lockhorst in 1891 opdracht kreeg een ontwerp te maken voor een gebouw voor geodesie, waarvoor grond was gekocht aan de Kanaalweg. De bouw werd op 15 december aanbesteed en op 15 mei 1895 werd de nieuwbouw in gebruik genomen. In hetzelfde jaar kwam de nieuwbouw voor microbiologie, Nieuwelaan 5 gereed.

In februari 1898 werden twee percelen grond tussen het gebouw voor geodesie en het r.k. kerkhof gekocht. Op dit terrein is het gebouw voor natuurkunde en elektrotechniek gebouwd. Dit complex werd op 3 oktober 1904 officieel geopend. Deze voorzieningen waren evenwel niet voldoende om het ruimtegebrek geheel op te heffen. Zowel de gemeente Delft als het Rijk hebben gebouwen geheel of gedeeltelijk ter beschikking gesteld. De school kreeg de beschikking over het voormalig weeshuis, Oude Delft 59, het voormalig postkantoor, Oude Delft 71, het oude gymnasium en de voormalige geweerwinkel, beide aan de Verwersdijk, en het tegenwoordige Gemeente Museum Prinsenhof.

In het najaar van 1901 werd een terrein aan de Nieuwelaan gekocht, waar in 1905 een begin werd gemaakt met nieuwbouv voor de afdeling der Werktuig- en Scheepsbouwkunde. Uitbreiding van Polytechnische School betekende ook, dat zij aan gewicht toenam. Had het zin, haar nog te beschouwen als een instelling van middelbaar onderwijs?

Op de algemene ledenvergadering van de Vereniging van Delftse Ingenieurs van 18 juli 1891 werd een commissie inzake het technisch onderwijs ingesteld, belast met een onderzoek naar de nodige wijzigingen in het onderwijs. De commissie bracht in 1895 haar eindrapport uit met als bijlage een ontwerp van wet tot regeling van het Nederlandsch technisch onderwijs. Op 27 september 1895 ontving de raad van bestuur een uitnodiging van de minister van Binnenlandse Zaken om haar oordeel te geven over het wetsontwerp tot wijziging van de wet op het middelbaar onderwijs. Dit ontwerp hield in, dat een curatorium zou worden benoemd, belast met de leiding van de school. Het directoraat zou vervallen. Op 25 oktober 1895 vroeg de raad van bestuur aan de minister Binnenlandse Zaken nadere inlichtingen en werd een reorganisatiecommissie benoemd.

Door het ministerie Kuyper werd op 11 maart 1903 een wetsontwerp tot wijziging van de hoger onderwijswet van 1876 bij de Kamer ingediend, dat voorzag in de oprichting van technische hogescholen, maar ook in de oprichting van bijzondere universiteiten. Het verscheen eerst in 1905 in het Staatsblad, omdat het tevens voorzag in de mogelijkheid tot confessioneel onderwijs, wat tot principiële disputen leidde.

De docenten van de Polytechnische School kregen eervol ontslag en werden met uitzondering van de directeur tegelijkertijd benoemd aan de Technische Hogeschool. De officiële opening van de Technische Hogeschool vond plaats op 10 juli 1905 in de grote zaal van Stadsdoelen door koningin Wilhelmina in tegenwoordigheid van prins Hendrik en ko ningin Emma.