国防科技大学的前身是1953年创建于哈尔滨的中国人民解放军军事工程学院，即著名的“哈军工”。1970年学院主体南迁长沙，改名为长沙工学院。1978年，学校在邓小平的直接关怀下改建为国防科学技术大学。1999年，江泽民主席签署命令组建新的国防科学技术大学。2017年，学校以国防科学技术大学、国际关系学院、国防信息学院、西安通信学院、电子工程学院，以及理工大学气象海洋学院为基础重建，校本部设在长沙，内设学院位于长沙、南京、武汉、合肥、洛阳等地。
据国防科技大学官网资料显示，截至2024年2月，国防科技大学建校至今共有十一任校长。
分别分为六个时期：
第一时期：哈军工时期
（第一任）开国大将陈赓（院长兼任政治委员），担任时间：1952.07—1961.03；
陈赓（1903年2月27日—1961年3月16日），出生于湖南湘乡。出身将门，祖父为湘军将领。是新中国国防科技、教育事业的奠基者之一。1922年加入中国共产党。黄埔军校第一期毕业。曾留校任连长、副队长。1952年7月起，任解放军军事工程学院院长兼政治委员、解放军副总参谋长、国防科委副主任，国防部副部长等职。1955年被授予大将军衔。曾获一级八一勋章，一级独立自由勋章，一级解放勋章。中共第七届中央候补委员、第八届中央委员，第一、二届国防委员会委员。
（第二任）开国少将刘居英（院长），担任时间：1961.07～1966.04
刘居英（1917年3月—2015年12月6日），吉林省长春市人。原名刘志诚，祖籍山东省掖县，生于吉林省长春市。1933年加入中国共产主义青年团。1936年转入中国共产党。参加了土地革命、抗日战争、解放战争、抗美援朝战争等。1955年被授予少将军衔。2015年12月6日，在北京301医院逝世，享年98岁。
第二时期：哈工程时期
1964年，中央决定调整国防工业和科研体制，原属国防科委的几大研究院集体转业，归属国务院领导。1966年4月1日，军事工程学院改称哈尔滨工程学院，全体军人集体转业。
此时仍由刘居英担任院长兼任党委书记，1966年8月，刘居英被撤销一切职务，而后被下放劳动6年。
第三时期：长沙工学院时期
20世纪60年代末，中苏两国关系急剧恶化，加强战备迫在眉睫。1969年12月，中央军委作出了调整国防科委所属高等院校体制，内迁到三线地区办学的决定。
1970年8月，国务院、中央军委明确，长沙工学院由湖南省革委会、省军区和七机部实行双重领导。
第四时期：国防科学技术大学时期
“文革”结束后，在长沙工学院的基础上改建成立国防科学技术大学，重归军队序列。
（第三任）开国少将（1961年授予）张衍（校长），担任时间：1978.09～1983.12
张衍（1917年4月 – 2003年8月3日），原名张剑凯，字任侠。出生于安徽省灵璧县大庙乡高宅村。1937年赴延安进入抗日军政大学学习，1938年加入中国共产党。原国防科委副主任兼国防科技大学校长。1952 年建解放军军事工程学院，在该院任政治部副主任、主任。于1961 年授少将军衔。1979 年任中国人民解放军国防科学技术委员会副主任兼国防科技大学校长。2003年8月3日在北京因病逝世，享年86岁。
（第四任）张良起少将（校长）担任时间：1983.12～1990.06
张良起（1923年 – 2009年7月9日），上海人，教授，博士生导师，控制论专家。1946年毕业于交通大学 ，1951年借调到南京海军联合学校二分校工作，1960年入伍，1961年加入中国共产党。1988年被授予少将军衔。2009年7月9日，因病医治无效，在北京逝世，享年86岁。
（第五任）陈启智中将（校长）担任时间：1990.06～1993.12
陈启智（1925年-2023年1月15日），四川成都人，中将军衔，火箭发动机专家，国际宇航科学院院士，生前是正兵团职退休干部、中国人民解放军国防科学技术大学校长。陈启智于1948年毕业于国立中央大学航空工程系；1950年参加中国人民解放军，后分配至哈尔滨空军第一航校；1953年调任哈尔滨军事工程学院，历任飞机发动机教授会主任、副教授；1981年—1990年历任中国人民解放军国防科学技术大学训练部部长、研究生院院长、副校长 ；1987年当选为国际宇航科学院通讯院士；1988年被授予中国人民解放军少将军衔；1990年6月—1993年12月任中国人民解放军国防科学技术大学校长 ；1992年当选为国际宇航科学院院士；1993年晋升为中国人民解放军中将军衔；2023年1月15日在长沙逝世，享年98岁。
（第六任）郭桂蓉（校长）：担任时间1994.02～1996.07
郭桂蓉，男，汉族，1937年10月25日出生于四川省成都市，山西省清徐县人，通信与电子技术专家，中国工程院院士，国防科技大学教授、博士生导师
（第七任）温熙森中将（校长）担任时间：1996.07～1999.06
温熙森，男，汉族，1945年3月生，江苏常熟人，1966年2月加入中国共产党，1968年9月参加工作，1981年7月参加中国人民解放军，研究生学历。
第五时期：新组建的国防科大时期、第六时期：国防科技大学时期
将长沙炮兵学院、长沙工程兵学院、长沙政治学院并入国防科学技术大学，组建新的国防科学技术大学(副大军区级)，番号称“中国人民解放军国防科学技术大学”，归中央军委建制，授予大军区级军旗一面。
此时任由温熙森将军担任国防科学技术大学，担任时间1999.06～2008.07
（第八任）张育林中将，担任时间（2008.07～2011.06）
张育林，男，汉族，1958年1月出生，陕西宝鸡千阳人，中将军衔。
（第九任）杨学军上将，担任时间（2011.7～2017.7）
杨学军，男，汉族，1963年4月出生，山东武城人。1983年9月入国防科学技术大学电子计算机系计算机软件专业硕士学习，1987年3月入国防科学技术大学电子计算机系计算机系统结构专业博士学习，博士研究生学历，上将军衔。
（第十任）邓小刚，担任时间（2017.7～2019.12）
邓小刚，1960年9月出生于四川省绵阳市，空气动力学家，中国科学院院士。现任第十九届中央候补委员，国防科技大学教授，军事科学院党委常委，中国科学院学部咨询评议工作委员会委员。 1987年邓小刚毕业于西北工业大学；1989年在西北工业大学获硕士学位；1992年获得中国空气动力研究与发展中心博士学位后进入北京航空航天大学博士后流动站工作；1996年入选国家“百千万人才”工程；2002年获得国家杰出青年科学基金资助；2009年出任空气动力学国家重点实验室首任主任；2015年当选为中国科学院院士； 2017年至2019年担任国防科技大学校长。
（第十一任）黎湘，担任时间（2019.12～今）
黎湘，男，汉族，1967年9月出生于湖南省长沙市，雷达目标识别领域专家，中国科学院院士。现任第二十届中央候补委员，中国人民解放军国防科技大学校长、教授。黎湘于1989年毕业于西安电子科技大学电子工程学院 ；1995年和1998年分别获得中国人民解放军国防科技大学硕士和博士学位 ；2007年入选“百千万人才工程”国家级人选 ；2010年获得国家杰出青年科学基金资助；2017年12月晋升少将军衔 ；2018年任国防科技大学副校长、电子科学学院院长 ；2019年12月任国防科技大学校长 ；2021年当选中国科学院院士（信息技术科学部）。