Кафедра оптики и спектроскопии была образована в 1960 году на базе специализации «Оптика и спектроскопия», основанной Л.В. Поповым в 1945 году. Первый выпуск специалистов по оптике и спектроскопии состоялся в 1949 году.

С момента образования на кафедре велась интенсивная научно-исследовательская работа, в основном, в области атомной и молекулярной спектроскопии. Первым заведующим кафедрой был профессор, Заслуженный деятель науки ТАССР И.С. Поминов, возглавлявший кафедру 31 год. В течение 15 лет он являлся деканом физического факультета. И.С. Поминов - участник Великой Отечественной войны, выпускник Казанского университета 1948 года. Его основные научные работы относятся к молекулярной спектроскопии. Наряду с И.С. Поминовым первыми преподавателями кафедры были профессор, заслуженный деятель науки ТАССР И.С. Фишман, а также ученики Л.В. Попова - доценты А.Л. Столов и Р.Б. Тагиров, впоследствии профессор, заведующий кафедрой общей физики. С момента основания на кафедре работали инженеры Н.Н. Власов и Г.И. Фролов, которые на протяжении почти сорока лет были непосредственными участниками учебного и научно-исследовательского процессов.

В 2006 году кафедра оптики и спектроскопии переименована в кафедру оптики и нанофотоники