Кафедра физики начала свою жизнедеятельность в год начала занятий в институте (в 1900 г.), совместно с физической лабораторией, и входила в состав химико-технического отделения.

В момент открытия кафедра и лаборатория имели двух сотрудников: экстраординарного профессора Ефимова А.И. и его ассистента - кандидата Санкт-Петербургского университета Осиндовского Ф.М. (впоследствии ставшего выдающимся писателем Америки).

Полнокровная жизнь кафедры началась позже, когда кафедрой стал заведовать Титов В.С. (1907-1909 г.г.), а затем ученик Менделеева Д.И. Вейнберг Б.П. (1909-1923 г.г.).

Сотрудниками кафедры и лаборатории в свое время были выдающиеся ученые:

• Дудецкий В.Д. (профессор);
• Семенов Н.Н. (академик, вице-президент АН СССР, лауреат Нобелевской премии);
• Кузнецов В.Д. (академик);
• Максутов Д.Д. (член-корреспондент АН СССР);
• Капустин Ф.Я. (профессор);
• Воробьев А.А. (ректор института).

Трудно найти ту область физики, где сотрудниками кафедры не был внесен заметный вклад.

На кафедре проводились, например, работы по теории магнетизма, имеющие огромное значение, и были заложены принципы создания транспорта на магнитной подушке. Вейнбергом Б.П. проведены 23 экспедиции по изучению и измерениям магнитного поля Земли в Сибири и Монголии.

Выдающиеся работы сделаны и продолжают выполняться сотрудниками кафедры в области геофизики, физхимии, гляциологии, физики твердого тела, физики диэлектриков, радиационной и ядерной физики, астрофизики, физики Земли и др.

В годы войны на кафедре проводились работы по заказу военного ведомства и созданию хирургического инструмента для лечения раненых.

Все годы коллектив кафедры пополнялся выпускниками Томского государственного университета, фундаментальная подготовка которых обеспечивала проведение научных и методических работ на высоком уровне. Интенсивное развитие кафедры привело к значительному росту числа сотрудников и лабораторий, поэтому для оптимизации работ в 1961 году было принято решение образовать на основе кафедры физики две: кафедру общей физики и кафедру теоретической и экспериментальной физики.

С 1961 г по 1967г. кафедру теоретической и экспериментальной физики (ТиЭФ) возглавлял профессор Соколов В.А.. Научные исследования проводились в области физики твердого тела (люминесценция, радиационная физика ионных кристаллов). С 1967г по 1969 г кафедру возглавлял доцент Ботаки А.А., а с 1969 г кафедру возглавил профессор Багров В.Г., под руководством которого выполнялись НИР по квантовой электродинамике и теории поля. С 1974 по 1980 годы кафедрой руководил доцент Евстигнеев В.В., проводивший научные исследования по макроканалированию электронов. С 1980 года кафедрой заведует профессор Москалев В.А., и под его руководством на кафедре развивается НИР по направлению "Ускорители заряженных частиц", которое сохраняется в тематике кафедры по настоящее время. На кафедре также продолжаются исследования явлений, протекающих в твердых телах при мощных радиационных воздействиях (руководитель профессор Вайсбурда Д.И.). С сентября 1999 года по март 2004 года кафедрой заведовал профессор Пивоваров Ю.Л., научные интересы которого связаны с теоретическими и экспериментальными исследованиями электромагнитных процессов при взаимодействии частиц высоких энергии с веществом. В 2002 году на кафедре организована учебно-исследовательская лаборатория Физики твердого тела (руководитель профессор Пичугин В.Ф.). С 2004 года кафедрой руководит профессор Пичугин В.Ф., под руководством которого в лаборатории ФТТ кафедры развиваются работы, лежащие в области медицинского материаловедения, а именно, синтез биосовместимых, электрически активных тонких покрытий на материалах медицинского применения при воздействии внешних потоков энергии и заряженных частиц.

Результаты научных исследований отражены в монографиях, докторских и кандидатских диссертациях, в периодической научной печати.

Кафедра ТиЭФ обеспечивает преподавание курсов "Общая физика", "Атомная физика", "Концепция современного естествознания ", "Физика твердого тела", "Электродинамика" и др. для студентов 1-го, 2-го и 3-го курсов АВТФ, ЭЛТИ, ЭФФ и ФТФ, бакалавров и магистров ЕНМФ и ЭЛТИ, а также для иностранных студентов, обучающимся в ТПУ на русском и английском языке. Общее число студентов, ежегодно проходящих обучение в лабораториях кафедры, превышает 3000 человек.