Факультет почав свою діяльність 1 листопада 1960 року згідно з наказом Головного управління навчальними закладами МПС № 392 від 20 жовтня 1960 р і до грудня 2016 носив назву «Автоматика, телемеханіка та зв'язок». Першим деканом факультету АТЗ було обрано кандидата технічних наук, доцента К.К. Панфілова, спеціаліста з теоретичних основ автоматики, телемеханіки та автоматизації управління на залізничному транспорті. За час його керівництва факультетом (1960-1974 рр.) була сформована структура навчального підрозділу, збільшився випуск фахівців, відкрита вечірня та заочна форма навчання студентів. Першим кроком стало заснування 1 листопада 1960 р. спеціальної кафедри "Автоматика, телемеханіка та зв'язок". Її завідувачем став видатний вчений у галузі залізничної автоматики, доцент (згодом професор) — М.Ф. Котляренко. Поступово формувалася структура кафедр факультету. З листопада 1960 р. до його складу увійшли кафедри "Фізика" (завідувач доцент В.Я.Селегенєв) та "Електротехніка та електричні машини" (завідувач доцент П.О. Бочаров), які з 1930 р. мали статус загально факультетських. Наказом № 213 від 10 червня 1961 р. у ХІІТі на факультеті АТЗ було створено кафедру "Транспортний зв'язок", яка була виділена зі складу кафедри "Автоматика, телемеханіка та зв'язок". Перший випуск - 70 фахівців у галузі залізничної автоматики, телемеханіки та зв'язку - відбувся в 1963р. У 1965 р. була створена кафедра "Лічильно-розв'язувальні машини та пристрої" (завідувач - доцент К.К. Панфілов). У 1967 р. цю кафедру було перейменовано на "Електроніка та обчислювальна техніка", і з січня 1970 р. вона стала складовою факультету АТЗ. У 1975 р. кафедра отримала сучасну назву "Обчислювальна техніка та системи управління".

У 1966 р. були засновані філії випускних кафедр факультету АТЗ у Києві, а в 1968 р. - у Донецьку.

Майже з часу створення факультету почався випуск стінної газети "За автоматизацію", яка протягом кількох десятиліть висвітлювала різні питання факультетського життя.

Через десять років функціонування факультет АТЗ об'єднував п'ять кафедр:

• "Автоматика та телемеханіка" (АТ),
• "Транспортний зв'язок",
• "Фізика",
• "Електротехніка та електричні машини",
• "Електроніка та обчислювальна техніка".

Навчальний процес здійснювали 56 педагогів: 1 професор, 14 доцентів, 13 старших викладачів, 28 асистентів. Науковий ступінь кандидата наук мали 17 осіб. У 1974 р. деканом факультету було обрано доцента Ю.В. Соболєва, який згодом стає професором, ректором академії, академіком Транспортних академій України та Росії.

З 1978 по 1990 рр. факультет очолював доцент Г.М. Кустов. Відповідно до потреб залізничної галузі у фахівцях з автоматики удосконалюється структура кафедр факультету. Широке розповсюдження нових інформаційних технологій викликало створення в 1986 р. нової випускної кафедри "Мікропроцесорні інформаційно-управляючі системи" (МІУС), останній випуск спеціалістів якої припадає на 1999 р. Завідувачем кафедри став доктор технічних наук, професор Г.І. Загарій. У 1990 - 1995 та 1998 - 2000 рр. деканом факультету працював доцент В.М. Самсонкін. З 2000 по 2004 рр. деканом факультету був кандидат технічних наук, доцент С.В. Кошевий. За його ініціативою в 2001 р. на факультеті була організована військова кафедра з підготовки офіцерів запасу на базі Харківського військового університету, яка потім стала здійснювати військову підготовку студентів всіх факультетів академії.

Також у 2004 р. на факультеті відкриті нові спеціальності "Спеціалізовані комп'ютерні системи" та "Телекомунікаційні системи та мережі". У зв'язку з цим на базі кафедри АКСУ було створено дві випускні кафедри: "Автоматика та комп'ютерне телекерування рухом поїздів" і "Спеціалізовані комп'ютерні системи". Кафедри відповідно очолили доктори технічних наук, професори А.Б. Бойнік і Г.І. Загарій. З вересня 2004 р. деканом факультету АТЗ є кандидат технічних наук, доцент О.М. Прогонний. Нині факультет має 6 кафедр, чотири з яких є випускними. За роки своєї діяльності факультетом АТЗ підготовлено більше 12 тисяч інженерів-електриків. Більшість з них пов'язали професійну діяльність із залізничним транспортом, стали кваліфікованими спеціалістами дистанцій сигналізації та зв'язку, обчислювальних центрів, будівельно-монтажних поїздів, дорожніх лабораторій, конструкторських бюро, проектних інститутів, вищих навчальних закладів. Вони працюють не тільки на залізницях, а і на підприємствах різних форм власності багатьох галузей в Україні та за її межами. Факультет пишається своїми випускниками!