К началу деятельности Харьковского технологического института (ХТИ) можно смело отнести и организацию подготовки специалистов по литейному делу в Украине. Первый выпуск пяти специалистов-литейщиков состоялся на механическом факультете ХТИ в 1926 г. Практически с первых дней создания, на кафедре ХТИ «Литейное дело» осознали необходимость проведения научных работ совместно и параллельно с процессом подготовки студентов. При этом первыми темами разработок кафедры было повышение качества чугунных литых корпусов снарядов калибра 76 мм, изготавливаемых на заводе «Серп и Молот», а также использование в ваграночной шихте естественно-легированных чугунов Елизаветинского и Орско-Халиловского месторождений.

В годы Великой Отечественной войны кафедра «Литейное дело» ХММИ (с 1930 г.) прекратила выпуск специалистов из-за эвакуации института в г. Красноуфимск, одни преподаватели были призваны в Красную Армию, другие работали на предприятиях оборонной промышленности.

В 1950 году механико-машиностроительный институт вошел в состав ХПИ, заведующим кафедрой «Литейное производство» был назначен доцент, а с 1960 года – профессор, лауреат Государственной (Сталинской) премии СССР Б. А. Носков. Этого звания он удостоен за участие в создании и внедрении в производство сверхпрочной стали для брони танка Т-34. Еще в годы Великой Отечественной войны Б. А. Носков был награжден орденом Ленина, орденом Трудового Красного Знамени и многими медалями. Только за 1961–1966 гг. на кафедре были защищены 23 кандидатские и две докторские диссертации.

С 1970 по 1982 год кафедрой руководил профессор, Заслуженный деятель науки и техники, лауреат Ленинской премии Иван Васильевич Рыжков. В 1957–1961 гг. на кафедре под руководством профессоров Б. А. Носкова и И. В. Рыжкова разработаны и внедрены в производство самотвердеющие формовочные смеси. В 1967 г. за разработку указанных смесей И. В. Рыжкову, как соавтору группы ученых из других учебных и научных учреждений Союза, была присуждена Ленинская премия (единственная в истории НТУ «ХПИ»).

В последующие годы кафедрой руководили профессоры О. А. Шатагин, Б. П. Таран, а с 1997 года – профессор О. В. Акимов.

С 2005 г. на кафедре была открыта новая специальность «Компьютерно-интегрированные технологические процессы в литейном производстве». С ее открытием на кафедре появилась возможность активно развивать научное направление, связанное с вопросами автоматизации и управления технологическими процессами литейного производства.

За последние 5 лет на кафедре было защищено 3 докторских (О. В. Акимов, Д. А. Демин, О. Н. Хорошилов) и 3 кандидатских диссертации (Е. А. Костик, Т.Л. Тринева, В. И. Алехин).

В рамках издательской программы по учебно-методической деятельности кафедры было издано 4 учебных пособия, 2 монографии и 15 методических изданий.

Получено 10 наград всеукраинского уровня по результатам участия студентов в олимпиадах и конкурсах студенческих научно-исследовательских работ.