Katedros ištakos – Lietuvos valstybiniame universitete. 1922 m. kovo 24 d. patvirtinus Lietuvos universiteto statutą, Technikos fakultetą sudarė 17 katedrų, tačiau jų sąraše konstrukcinių katedrų nebuvo. Artimiausia pagal profilį buvo Tiltų katedra, kuriai buvo pavesta dėstyti akmeninius, medinius, geležinius ir gelžbetoninius tiltus su projektais. Pagal tuometinę sampratą statybinės konstrukcijos ir tiltai traktuoti kaip viena disciplina. Tik daug vėliau statybinės konstrukcijos ir tiltai tapo atskirais dalykais. Laikui bėgant dėl įvairių priežasčių katedros buvo sujungiamos arba vėl atskiriamos. Kito ne tik katedrų pavadinimas, bet ir priklausomybė aukštajai mokyklai. 

 Tiltų katedra įkurta 1922 m. kovo 24 d. Katedros vedėju iki 1940 m. reformos buvo ord. prof. Silvestras Grinkevičius.

Nuo 1923 m. vasario 1 d. Tiltų katedroje dirbęs privat. doc. Pranciškus Markūnas dėstė gelžbetoninius tiltus ir gelžbetonį, vadovavo diplominiams projektams. Pažymėtina, kad jis suprojektavo 19 gelžbetoninių tiltų, 16 pastatų, įskaitant keturias bažnyčias, gelžbetonines konstrukcijas. Toje pačioje katedroje nuo 1928 m. spalio 1 d. jaunesniuoju asistentu, o nuo 1930 m. rugsėjo 1 d. vyresniuoju asistentu dirbęs J. Gabrys vadovavo tiltų ir gelžbetoninių konstrukcijų projektavimui, be to, dėstė Kelių katedrai priklausiusį sauskelių dalyką ir jų projektavimą. Parašė „Sauskelių” dvi dalis (1930), „Gelžbetoninius ir betoninius tiltus” (1931) ir kitus vadovėlius. 1938 m. Latvijos universiteto Inžinerijos fakultete apgynė disertaciją „Betoninės ir gelžbetoninės arkos”.

1940 m . liepos 29 d. įsteigtame Statybos fakultete vietoje Tiltų katedros įkurta Tiltų ir geležinių konstrukcijų katedra. Jai vadovavo doc. J. Kuodis. Jis pirmasis iš Lietuvos gelžbetonininkų 1936 m. Vienos aukštesniojoje technikos mokykloje apgynė technikos mokslų daktaro disertaciją. Pertvarkant techniškųjų fakultetų struktūrą, 1941 m. rudenį Tiltų ir geležinių konstrukcijų katedra pavadinta Tiltų ir konstrukcijų katedra. Vedėjas ekstraord. prof. J. Kuodis. Po karo atkūrus Universitetą Statybos fakultete buvo 14 katedrų, iš jų Gelžbetoninių konstrukcijų ir tiltų (vyr. dėst. A. Rozenbliumas). Katedra neturėjo jokios laboratorijos, o be jos neįmanomas ne tik eksperimentinis mokslinis darbas, bet ir tinkamo lygio mokymo procesas. Laboratoriją kurti pradėjo D. Tovstenko ir J. Kivilša, kai katedrai buvo paskirta VDU Didžiųjų rūmų pusrūsyje maža patalpėlė po Medžiagų atsparumo laboratorijos pirmame aukšte patalpomis. Ši aplinkybė buvo palanki būsimos laboratorijos veiklai. Minėtų rūmų kieme jie pagamino ir išbandė tarpaukštinių perdangų surenkamąsias plokštes – sijas, padarytas iš keraminių blokų. Tai pirmas katedros eksperimentinis darbas. Ypač aktyviai gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų tyrimų srityje dirbo A. Rozenbliumas. Jis vadovavo katedrai nuo 1944 m. iki mirties 1973 m. ir ne tik pats aktyviai dirbo pedagoginį ir mokslinį darbą, bet skatino ir bendradarbius. Jam vadovaujant parengta ir apginta 13 daktaro (mokslų kandidato) disertacijų (J. Valikonis, P. Pukelis, G. Marčiukaitis, G. Lakiūnas, Z. Kamaitis, H. Lazarevičius, V. Jokūbaitis, V. Nemen, L. Vaicekauskas, I. Židonis, A. Nakas, P. Juška ir P. Gerdžiūnas). Jis parašė vadovėlius „Mūrinės konstrukcijos” lietuvių kalba (1956) ir rusų kalba (1964), „Gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų pagrindai” kartu su V. Jokūbaičiu (1969) ir „Tamprumo teorijos paskaitų konspektą” (1962). Be to, parašė daug mokslinių darbų ir straipsnių. 1958 m. už darbą „Surenkamosios gelžbetoninės arba armosilikatinės arkos (rėminės santvaros) trobesių dengimui” paskirta Lietuvos valstybinė premija. Jo bendradarbiams G. Lakiūnui, H. Lazarevičiui, G. Marčiukaičiui, P. Pukeliui ir J. Valikoniui 1966 m. už darbą „Iš anksto įtemptų gelžbetoninių konstrukcijų tyrimai” taip pat paskirta Lietuvos valstybinė premija.

Lygia greta su gelžbetonio katedros veikla Kaune, gelžbetonio dalykus dėstyti ir mokslo tiriamąjį darbą dirbti pradėta Vilniuje, 1956 m. atidarytame KPI vakariniame skyriuje. 1961 m. skyrius tapo KPI Vilniaus filialu, gelžbetoninių konstrukcijų dalykas priklausė Statybos katedrai (vedėjas doc. V. Kriščiūnas). Šioje katedroje statybinių konstrukcijų dalykus dėstė A. Kudzys, V. Kriščiūnas, V. Pranaitis. 1965 m. įkurta Statybinių konstrukcijų katedra, kuriai vadovavo A. Kudzys. 1967 m. A. Kudzys apgynė pirmąją technikos mokslų daktaro (habilituoto daktaro) disertaciją Lietuvoje iš gelžbetoninių konstrukcijų tyrimų srities („Trumpalaike apkrova veikiamų žiedinio skerspjūvio gelžbetoninių elementų darbo tyrimai“).

1972 m . Statybinių konstrukcijų katedra pavadinama Gelžbetoninių konstrukcijų katedra (ved. A. Kudzys). Ji pasipildo dėstytojais iš KPI (V. Jokūbaitis, J. Kivilša, P. Vainiūnas, P. Pukelis, A. Jurkša, E. Dulinskas) ir vilniečiais (V. Bagočiūnas, R. Podagėlis, M. Pelikša, A. Notkus, B. Jonaitis, V. Papinigis, V. Juocevičius, J. Valivonis, V. Popov). Į katedros kolektyvą ateina tik įsikūrusio Vilniaus inžinerinio statybos instituto mokslo prorektorius G. Marčiukaitis, dirbęs KPI Gelžbetoninių konstrukcijų katedroje. Ilgą laiką (1972–1992) katedrai vadovavo prof. A. Kudzys. Svarbiausios mokslinio tyrimo darbo kryptys buvo gelžbetoninių konstrukcijų skaičiavimo metodų ir kokybės kontrolės tobulinimas; polimerų panaudojimas gelžbetoninėse konstrukcijose; gelžbetoninių tiltų stiprumo ir ilgaamžiškumo gerinimas; gelžbetonin ių konstrukcijų mechanika ir patikimumas; konstrukcijos iš naujų medžiagų ir kt. Šiais klausimais katedros darbuotojai atliko daug originalių teorinių ir praktinių darbų, kurie buvo pripažinti žymiausių pasaulio betono ir gelžbetonio srities mokslininkų ir mokslinių įstaigų. Profesorių A. Kudzio ir G. Marčiukaičio iniciatyva katedros laboratorijos buvo aprūpintos galingais konstrukcijų bandymo presais, stendais ir kita įranga.

1980 m . G. Marčiukaitis apgynė technikos mokslų daktaro (habilituoto mokslų daktaro) disertaciją „Betono ir gelžbetonio, impregnuoto polimerais, fizikinių-mechaninių savybių tyrimas ir jų ypatybių įvertinimas skaičiuojant konstrukcijas“, o 2000 m. – ir G. Kaklauskas disertaciją „Integralinis gelžbetoninių konstrukcijų deformatyvumo fizikinis modelis“. 2005 m. katedros darbuotojai P. Vainiūnas, R. Vadlūga, J. Valivonis ir E. R. Vaidogas atliko habilitacines procedūras ir tapo profesoriais. Katedroje buvo parengtos ir apgintos 49 daktaro (technikos mokslų kandidato) disertacijos, 33 iš jų – vadovaujant prof. A. Kudziui (R. Vadlūga, A. Kvedaras, B. Užpolevičius, R. Garalevičius, V. Bagočiūnas, J. Motiejūnas, V. Vaitkevičius, K. Šapalas, A. Šniukšta, V. Viršilas, E. K. Zavadskas, R. Podagėlis, I. Bielyj, J. Žekevičius, M. Pelikša, B. Valiūnas, L. Dvoskina, A. Notkus, V. Papinigis, V. Glebov, G. Jankauskas, G. Aksomitas, B. Jonaitis, A. Rimkevičius, J. Valivonis, R. Kvietkauskas, P. Romanov, R. Kliukas, V. Popov, S. Raslanas, A. Šapalas, E. R. Vaidogas, D. Mykolaitis); 12 –vadovaujant prof. G. Marčiukaičiui (A. Jurkša, V. Kinderavičius, A. Janickas, E. Dulinskas, A. Kaminskas, G. Kaklauskas, A. Zabulėnas, V. Juocevičius, R. Šimkus, A. Šneideris, L. Juknevičius, R. Šalna); 1 – vadovaujant prof. G. Kaklauskui (D. Bačinskas); 2 – vadovaujant doc. E. Dulinskui (V. Ražaitis, R. Balevičius); 1 – vadovaujant prof. P. Vainiūnui (T. Skuturna).

Katedra tapo vieninteliu koncentruotu moksliniu ir mokymo padaliniu gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų srityje Lietuvoje. Todėl nuo 1998 m. ji pavadinta Gelžbetoninių ir mūrinių konstrukcijų katedra (ved. G. Marčiukaitis).