Кафедра комп’ютерної математики і математичного моделювання (в теперішній час  кафедра комп’ютерної математики і аналізу даних) заснована в 2002 році на базі кафедр вищої математики, прикладної математики, системного аналізу і управління.

Кафедра забезпечує підготовку бакалаврів і магістрів в галузі прикладної математики, що володіють сучасними математичними методами аналізу великих даних на основі машинного навчання, штучного і обчислювального інтелекту, вміннями і навичками розробки та експлуатації програмних засобів обробки великих масивів даних на основі технологій розподілених і хмарних обчислень. Кафедра забезпечує також викладання блоку вибору «Математика для дослідників» в рамах кваліфікаційного рівня PhD для всіх спеціальностей НТУ «ХПІ».

Випускники кафедри – математики-програмісти, готуються для професійної діяльності в області розробки і застосування математичних методів, інформаційних технологій і програмного забезпечення для обробки невизначених і неструктурованих великих даних стосовно завдань аналізу текстів, сигналів і зображень, пошуку і вилучення знань, прогнозування та прийняття рішень.

Кафедра одна із перших в Україні започаткувала підготовку фахівців з сучасного напрямку “Data Science”, розробивши та реалізувавши освітню програму «Інтелектуальний аналіз даних».

На кафедрі КМАД реалізується пілотний проект по розробці, апробації та реалізації інноваційної освітньої системи на основі технологій проектного навчання (project based learning), навчання за запитами (inquire learning), пирингового навчання P2P (peer-to-peer) в рамках Всесвітньої ініціативи реформування інженерної освіти «CDIO Iinitiative» http://www.cdio.org/about .

На кафедрі працює 25 викладачів, в тому числі 4 професорів, 5 докторів наук, 13 доцентів, 12 кандидатів наук.

Серед студентів кафедри – переможці та призери Всеукраїнських та Міжнародних олімпіад і чемпіонатів з математики, інформатики та програмування, стипендіати Президента та Кабінету Міністрів України.

Кафедра впевнено входить до лідерів комп’ютерної освіти України. Команди кафедри КМАД НТУ «ХПІ» тричі виходили до фіналу найпрестижніших студентських змагань з алгоритміки та програмування – Чемпіонату світу з програмування International Collegiate Programming Contest (ACM ICPC).

Випускники кафедри працюють в вищих навчальних закладах, науково-дослідних і виробничих підприємствах IT-індустрії, в таких відомих IT компаніях, як Google, Facebook, Amazon, Nix, Global Logic, AltSoft, Clоud Works, Insart, RingLab, Sigma ін.

З 2001 по 2021 рр. кафедру КМАД очолював Лауреат Державної премії України, член Національного комітету України з автоматичного керування, доктор технічних наук, професор Любчик Леонід Михайлович. З 2021 року кафедрою керує доцент, кандидат технічних наук, професор НТУ «ХПІ» Ахиезер Олена Борисівна.