Летом 1955 года доценту кафедры радиофизики Константину Владимировичу Костылеву на экране только что полученного армейского радиолокатора удалось наблюдать и идентифицировать радиоотражения от метеорных следов. По его инициативе в 1956 году при Астрономической обсерватории КГУ (АОЭ) создается радиолокационный отдел, а в 1957 году - Проблемная радиоастрономическая лаборатория (ПРАЛ) при кафедре радиофизики. И, наконец, в 1962 году на базе кафедры радиофизики, ПРАЛ и радиолокационного отдела АОЭ была создана кафедра радиоастрономии (зав. каф. К.В.Костылев). Лаборатория ПРАЛ вошла в состав кафедры.

С первых дней существования кафедры на ней работали асс. Ананьева М. П., доц. Лощилов Ю. А., асс. Минуллин Р. Г., позже к коллективу кафедры присоединились асс. Сидоров В. В., асс. Пупышев Ю. А., асс. Белькович О. И., асс. Лютерштейн Г. И., асс. Андрианов Н. С., доц. Тептин Г. М., доц. Курганов Р. А., ст. преп. Покровский Г. Б.

В конце 1964 г. Костылев К. В. передал научное руководство ПРАЛа своему ученику, профессору В. В. Сидорову. По мере развития из состава ПРАЛа в 1974 г выделился сектор "Физические основы распространения радиоволн" (ФОРР) (науч. рук. проф. Курганов Р. А.).

Бурное развитие науки в шестидесятые годы определило направление и темы развития научных подразделений кафедры на многие годы вперед. В ПРАЛе был образован сектор геофизики (науч. рук. д.ф.-м.н. А.Н. Фахрутдинова). Из лаборатории ФОРР выделились две научно-исследовательские группы – группа по изучению спорадического ионосферного слоя Es (науч. рук. доц. Р.Г. Минуллин), другую группу возглавил с.н.с. ПРАЛ А.М. Насыров.

В 1982 году В.В. Сидоров был избран заведующим кафедрой радиофизики и ПРАЛ (вместе с сектором геофизики) стал подразделением этой кафедры. Лаборатория ФОРР и группа Р.Г. Минуллина стали основой экспериментальных исследований кафедры радиоастрономии. В 1987 г. Константин Владимирович передал руководство кафедрой своему ученику профессору Тептину Герману Михайловичу.

На базе большого количества хоздоговорных работ в 1995 году при кафедре радиоастрономии образован Научно-исследовательский сектор прикладной радиофизики (науч. рук. проф. Тептин Г.М.).

С 2009 года заведующим кафедрой назначен Акчурин Адель Джавидович.

За период со дня основания кафедру радиоастрономии окончило около 900 человек, защищено более 50 кандидатских и 9 докторских диссертаций.