Годом основания кафедры принято считать 1821 г. Первый наиболее полный курс теоретической механики в 1821-1822 гг. прочитан Габриэлем Ламе (1795-1870).

С 1831 года во главе курсов механики, математики и физики стал академик Петербургской Академии наук М.В.Остроградский (1801-1862). В 1862 году лекции по аналитической механике были поручены академику О.И.Сомову (1815-1876), который в 1864 году возглавил кафедру аналитической механики. Кафедру теоретической механики в дальнейшем возглавляли выдающиеся механики и математики Е.И.Золотарев (с 1876 по 1878 гг.), Д.К.Бобылев (с 1878 по 1910 гг.), А.Н.Крылов (с 1910 по 1912 гг.), С.П.Тимошенко (с 1913 по 1914 гг.), Е.Л.Николаи (с 1914 по 1935 гг.), А.М.Годыцкий-Цвирко (с 1935 по 1951 гг.), С.С.Норейко (с 1951 по 1954 гг.), А.А.Яблонский (1954 по 1986 гг.).

С 1986 по 2000 гг. кафедру возглавлял ученик А.А.Яблонского профессор Павлов В.Е., известный помимо научных исследований в области транспортной механики своими исследованиями по истории механики, истории железнодорожного транспорта, истории литературы, истории Санкт — Петербурга.