Ngành Khí tượng Thuỷ văn và Hải dương học (KTTV&HDH) thuộc khoa Địa lý - Địa chất (Đại học Tổng hợp Hà Nội) có truyền thống đào tạo từ năm 1966. Năm 1967 thành lập Bộ môn Khí tượng Hải dương, đến năm 1970 tách ra hai bộ môn Vật lý khí quyển và Vật lý thuỷ quyển và tổ chức đào tạo liên tục hệ đại học chính quy 4-5 năm. Sau năm 1975 có tên gọi là Bộ môn Hải dương học và Bộ môn Khí tượng. Năm 1984 Bộ môn Thuỷ văn được thành lập. Năm 1995 Khoa Khí tượng Thuỷ văn và Hải dương học được thành lập, tách ra từ khoa Địa lý - Địa chất thuộc trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, với 3 Bộ môn: Khí tượng, Thuỷ văn và Hải dương. Trung tâm Động lực và Môi trường biển được ra đời từ năm 1997 (đến tháng 12/2009 đổi tên thành Trung tâm Động lực học thủy khí môi trường). Tháng 3 năm 2004 thành lập thêm 2 Phòng thí nghiệm: Nghiên cứu Dự báo thời tiết và Khí hậu và Nghiên cứu Quản lý biển. Năm 2008 thành lập bổ sung Phòng Tài nguyên và Môi trường nước.
Từ 1966 đến nay đã đào tạo đại học 35 khoá chính quy; 12 khoá tại chức. Từ 1994 bắt đầu đào tạo sau đại học các ngành Hải dương học và Khí tượng, Khí hậu học, đến năm 2004 bắt đầu đào tạo sau đại học ngành Thuỷ văn cả 2 bậc Thạc sỹ và Tiến sĩ