Кафедра была создана в 2002 году в составе инженерно-физического факультета НТУ «ХПИ» на базе Института проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины с целью подготовки кадров высшей квалификации для энергетики и машиностроения, которые обладали бы как практической инженерной подготовкой, так и фундаментальными знаниями в области динамики жидкостей, газов и тепломассообмена.
В сентябре 2003 года на кафедре газогидромеханики и тепломассообмена начата подготовка бакалавров направления «Механика» по специальности «Гидроаэродинамика». В июне 2007 года состоялся первый выпуск бакалавров, в 2009 – первый выпуск специалистов.