Кафедра була створена в 1932 році шляхом виділення з кафедри «Станції та вузли», і одержала назву «Залізниці».

У 1934 році за вказівкою МШС СРСР був введений на всіх факультетах «Загальний курс залізниць». Обсяг роботи кафедри збільшився. На кафедру прийшли молоді інженери В.І.Ангелейко, Ф.А.Півнев і Є.А. Метлеркамп. Перші два закінчили ХТІ. Є.А.Метлеркамп закінчив ХІІТ - спочатку експлуатаційний факультет, а потім, на ФПК – будівельний.

Восени 1941 року інститут був переведений в Ташкент і розформований, а вже у травні 1942 року інститут був відновлений, відновлена й кафедра «Залізниці». У 1944 році ХІІТ почав поетапне повернення в Харків. Офіційно в лютому 1944 року повернулася і кафедра. У травні 1945 року, було прийняте рішення про створення в ХІІТі будівельного факультету, і кафедрі було доручене читання всіх спеціальних дисциплін будівельного факультету. Згодом, поступово з кафедри виділялися в самостійні кафедри «Вишукування і проектування», «Мости і конструкції», «Будівельні матеріали», «Гідравліка».

У 1947 році , після відокремлення всіх перерахованих кафедр, кафедра «Залізниці» була перейменована в кафедру «Колія та колійне господарство», а тематика наукових робіт кафедри спочатку спрямована була в основному для вирішення суто колійних питань, направлених на визначення міцності елементів стрілочних переводів, термінів служби елементів верхньої будови колії, обґрунтуванню системи повторного використання елементів колії.

Однієї з перших робіт кафедри за післявоєнний період була робота «Заходи щодо збільшення швидкості руху пасажирських поїздів» для цілого ряду напрямків доріг: Південної, Донецької, Південно-Західної, Південно-Східної, Львівської, Придніпровської та інших.

Не можна не відзначити велику роботу кафедри з аналізу рейкового господарства на залізницях України. Робота виконувалася за завданням ЦП МШС разом із ЦНДІ МШС, Українським інститутом металів, МІІТом. Робота велася протягом ряду років, а її висновки були передані Мінчормету СРСР. У ХІІТі була проведена мережна конференція, був випущений спеціальний збірник праць за участю всіх зацікавлених організацій: учасників роботи, залізниць і металургійних заводів. Висновки роботи, безумовно, сприяли поліпшенню якості металу рейок.

З початку 60-х років минулого століття основною спрямованістю робіт кафедри стало дослідження напруженого стану безстикової колії. Ця робота виконувалася разом з іншими ВНЗ: КІІТ, МІІТ, ЦНДІ МШС, і одержала широку популярність. По її матеріалах захищено декілька дисертацій і видано ряд публікацій в різних журналах і наукових збірниках, отримано декілька авторських посвідчень. Матеріали роботи стали основою для уточнення ряду положень для технічних вказівок з питань укладання і утримання безстикової колії.

Різноманітність та глибина розробок, проведених кафедрою за весь період існування, сприяли росту наукових кадрів. На сьогодні безпосередньо на кафедрі та за її сприянням в інших закладах підготовлено понад 50 кандидатів наук.

В різні роки на кафедрі тривалий час працювали викладачі, наукові співробітники, навчально-допоміжні працівники, які доклали багато зусиль щодо становлення та розвитку кафедри. Це такі як, професор Старосельський О.О., доценти Білоусов М.З., Золотухін Г.І., Любімов Є.А., Лященко В.М., Новакович В.І. (нині професор кафедри колії та колійного господарства Ростовського університету залізничного транспорту), доценти Воляк П.М., Ігнатова Ж.О., Карасик В.Я., Коба Г.І., Костін А.Г., Писаревський І.М., Степаненко М.Г., Тімофеєв Г.І., Шехватов О.О. (завідуючий кафедрою колії та колійного господарства з 1998 по 2004рр.); старші викладачі: Бурдєєв М.Є., Собіна Т.А., асистент Зіньковський В.С.; завідувачі навчальними лабораторіями Патрик І.Г., Костров Є.С.; старші лаборанти Геращенко Г.І., Гончаров А.О., Поздняков В.О., Яшин Г.В.; наукові співробітники: Богдан С.С., Герц Г.В., Рябой О.В., Самойленко В.Г., Чеховський В.П.

Особливе місце в історії кафедри займає період, пов’язаний з роботою Віктора Івановича Ангелейка, – Заслуженого діяча науки УРСР, доктора технічних наук, професора. Він беззмінно очолював кафедру «Колія та колійне господарство» понад 40 років (1944-1986 рр.).

Під його керівництвом кафедра стала в інституті однією з передових по навчально-методичній та науковій роботах, була ініціатором впровадження технічних засобів навчання, перебудови принципів викладання, покращення якості підготовки випускників.

Віктор Іванович заснував при кафедрі науково-дослідну групу, яка займалася актуальними проблемами колійного господарства і в цілому залізничного транспорту. Так, ще у 70-х роках минулого століття науково-дослідною групою виконувались роботи, пов’язанні з впровадженням швидкісного руху поїздів в Україні, які продовжуються і зараз.

Віктор Іванович був не тільки вмілим організатором, талановитим викладачем, але і видатним вченим. Йому належить понад 300 наукових праць – статей, монографій, сім підручників. Він є автором декількох статей Української Радянської енциклопедії. Під його керівництвом підготовлено і захищено 31 кандидатська дисертація.

В.І.Ангелейко нагороджений багатьма орденами і медалями. В 1945 році йому було присвоєно звання «Почесний залізничник», а в 1980 році – звання «Заслужений діяч науки УРСР». Ім'я професора В.І.Ангелейко внесено до книги Трудової слави академії і його ім’ям названа навчальна аудиторія.