Кафедра була створена у 1971 році і мала назву «Кафедра математичних методів дослідження операцій». Першим завідувачем кафедри був професор Микола Феофанович Кременчуцький.

У 1972 році кафедру очолив професор Олександр Микитович Марюта. Під його керівництвом пройшло становлення кафедри, формування напрямків наукової роботи, організація навчального процесу, відкрита аспірантура за спеціальністю 05.07.13 «автоматизація технологічних процесів».

Після переходу професора Марюти О.М. до Дніпропетровського Національного університету у лютому 1984 року обов’язки завідуючого кафедри виконували:

• професор Качан Юрій Григорович (з лютого 1984 р. по березень 1985 р.);
• професор Корсун Валерій Іванович (з березня по червень 1985 р.);
• доцент Лазорін Анатолій Іванович (з червня 1985 р. по січень 2000 р.);
• професор Слєсарєв Володимир Вікторович (з січня 2000 р. і по лютий 2020 року);
• доцент Желдак Тімур Анатолійович (з лютого 2020 року).

Кафедра змінювала свою назву тричі: «Кафедра прикладної математики і технічної кібернетики»,  «Кафедра управління в технічних системах»,  з 2000 року - «Кафедра системного аналізу та управління».

З 1999 році кафедра здійснює підготовку здобувачів вищої освіти за спеціальністю 124 "Системний аналіз" галузі знань 12 "Інформаційні технології" ступенів "бакалавр", "магістр" та "доктор філософії".