2001年5月，深圳市政府与哈工大签订市校合作办学协议，合作创办“哈尔滨工业大学深圳研究生院”
2002年2月，教育部批准设立“哈尔滨工业大学深圳研究生院”，和清华大学深圳研究生院、北京大学深圳研究生院一起进驻深圳大学城
2003年12月，首届研究生毕业，论文被哈工大学位评定委员会评定为高质量论文
2009年12月，市校签署合作备忘录，首次提出开展本科教育
2012年5月，建院十周年，时任中共中央政治局常委、校友李长春来院视察；6月办学十周年，建成了约3000名师生的办学规模，在科学研究、人才培养、队伍建设、体制创新、社会服务等方面取得长足进步，对于推动哈工大自身发展、促进产学研相结合具有重要的意义，同时也对深圳经济社会发展作出了积极贡献，2000余名师生、校友、嘉宾齐聚一堂，共同庆贺建院十周年
2014年4月，市校签署办学协议，共建哈工大（深圳）；5月教育部批准哈工大深圳研究生院筹备举办本科教育。深圳市政府与哈工大签署新的合作办学协议，在与哈工大本部统一品牌、统一规划、统一学术标准的前提下，在深圳研究生院基础上筹备共建本硕博教育体系完备的“哈尔滨工业大学（深圳）”。同日，哈工大与深圳市政府、中国航天员科研训练中心签署三方合作协议，依托深圳研究生院共建“深圳国际太空科技学院”。太空探索者协会主席道瑞恩和中国载人航天工程办公室副主任杨利伟到校区参观
2015年5月，哈工大校领导拜会时任广东省委副书记、深圳市委书记马兴瑞，合力推进哈工大（深圳）建设；7月哈工大与深圳市政府、苏黎世艺术大学、加泰罗尼亚高等建筑研究院签署四方合作协议，依托深圳研究生院共建“哈尔滨工业大学（深圳）国际设计学院”；9月哈工大（深圳）筹建办及临时党委成立会议召开，哈工大（深圳）筹建办公室及临时党委相继设立，哈工大（深圳）筹建工作全面、快速推进，哈工大（深圳）筹建办与哈工大校领导共商校区发展大计
2016年，哈工大（深圳）首次面向全国12个省市招收机械类、材料类、计算机类、电子信息类、土木类、经济学类本科生共376名。就录取分数线来看，在11个省份的录取提档线超过一本线80分，8个省份的录取提档线超过一本线100分。9月哈工大（深圳）在深圳音乐厅隆重举行迎新音乐会，欢迎首届本科生入学，奏响校区办学新乐章
2017年6月20日，哈工大（深圳）空间科学与应用技术研究院成立，20余位中国科学院和中国工程院院士受聘为特聘教授。7月，教育部批准哈工大（深圳）正式举办本科教育。7月17日，哈工大党委书记王树权、校长周玉会见广东省委常委、深圳市委书记王伟中，感谢深圳市委、市政府长期以来的支持，探讨市校双方今后深化合作、促进共同发展的途径。同日，王树权书记、周玉校长来深圳校区指导工作，寄望全体师生加快推进高水平校区建设。9月19日哈工大（深圳）与哈佛大学肯尼迪政府学院达成合作意向，将在项目合作、人才交流、政策研究等方面开展合作。10月26日“哈尔滨工业大学（深圳）”经深圳市机构编制委员会批准正式成立。12月27日“中共哈尔滨工业大学（深圳）委员会”经中共深圳市委组织部批准正式成立
2018年1月15日，深圳市委、哈工大党委公布哈工大（深圳）主要领导任职。哈工大校长周玉兼任哈工大（深圳）校长，深圳市盐田区原区委副书记、区长吴德林任哈工大（深圳）党委书记，哈工大校长助理甄良任哈工大（深圳）常务副校长。3月，以哈工大（深圳）为主要依托单位、首批广东省实验室之一的鹏城实验室（深圳网络空间科学与技术广东省实验室）启动建设，目前设有网络通信、先进计算和网络安全三个学术方向，致力于成为具有国际领先水平的创新型实验室。7月，哈工大（深圳）面向全国18个省（市、自治区）首次以单独招生代码（18213）招收优秀本科生760名，其中在广东省招生人数为157人，理科投档线居省内高校之首。除浙江为高考综合改革试点、江苏高考总分为480分外，哈工大（深圳）在其他16省的录取提档线均超重点线100分以上，15个省份超重点线110分、12个省份超重点线120分、5个省份超重点线150分。8月历经三年建设的新校区交付使用，为哈工大（深圳）的快速发展提供了坚强的保障。新校区建设用地面积9.32万平方米，总建筑面积29.85万平方米，包括教学办公区、实验实训区、学生生活区、综合研发区四个区域共11栋单体，新校区建设工程获得了中国BIM最高级别“荣誉白金级”认证
2019年1月，哈工大（深圳）师生团队研制的大型仿生扑翼机器人以“凤凰”的姿态亮相央视春晚深圳分会场，40只象征着祥瑞和谐的仿生凤凰机器人以优美姿态飞越天际，为2019年央视春晚增添了一抹哈工大（深圳）色彩。7月，哈工大（深圳）在全国20个省份招收1000名本科生。除浙江（高考综合改革试点）、江苏（高考总分为480分）两省外，其他18个省份的录取提档线均超过重点线100分以上。根据20个招生省份录取数据统计，哈工大（深圳）在全国高校中平均排位第13名，在全国“双一流”高校中平均排位第11名。其中在广东最低录取线622分，超过“高优线”127分，实现省内高校理科投档线的“三连冠”。9月，哈工大（深圳）落子基础教育，与南山区政府在桃苑实验学校基础上合作办学，哈尔滨工业大学（深圳）实验学校正式揭牌。这是哈工大（深圳）和南山区进一步整合资源、充分发挥各自优势的有益尝试
2020年6月，哈工大（深圳）重点实验室集群项目奠基。7月，哈工大（深圳）-华为联合培养基地揭牌仪式在华为松山湖研究所举行；哈尔滨工业大学与深圳市政府、苏黎世艺术大学等单位合作创办的哈尔滨工业大学深圳国际设计学院项目奠基。11月，哈工大（深圳）深圳高质量发展与新结构研究院正式成立
2021年3月16日，哈工大（深圳）召开党史学习教育部署会，深入学习贯彻习近平总书记在党史学习教育动员大会上的重要讲话精神，全面部署党史学习教育工作。5月10日，由哈工大（深圳）、中山大学、华南理工大学、香港科技大学、澳门大学共同发起的粤港澳高校工科联盟在深圳正式成立，并于当日召开了第一次联盟常任委员会会议与新工科建设与发展研讨会。5月26日，哈工大（深圳）举行党史学习教育“永葆初心”见学点揭牌仪式。7月24日，共青团哈工大（深圳）第一次代表大会圆满召开，会议确定了校区共青团在新发展阶段工作的指导思想和主要任务，选举产生了共青团哈工大（深圳）第一届委员、第一届委员会常务委员和第一届委员会书记、副书记。7月30日，哈工大（深圳）-华为技术有限公司联合培养签约暨“智能基座”揭牌仪式在华为松山湖研究所举行，校企双方共建产教融合协同育人基地，为信息技术领域培养未来领军人才。8月，在广东省新一轮高等教育“冲一流、补短板、强特色”提升计划中，哈工大（深圳）材料科学与工程、计算机科学与技术、机械工程、环境科学与工程、空间科学与技术等5个学科入选广东省重点建设学科。9月26日，哈工大（深圳）组织召开专家评审会，顺利通过了《哈尔滨工业大学（深圳）“冲补强”提升计划建设方案（2021-2025）》。
2022年2月，哈工大（深圳）-奇安信数据安全研究院研发出的“国产密码仿真调试平台”应用于冬奥会网络数据安全保障工作，成为冬奥历史上第一个上线的安全专项。6月11日，哈工大（深圳）举行办学二十周年发展论坛，来自哈工大一校三区的领导、同仁围绕“一校三区学科深度整合，共同开创新百年辉煌”这一主题，总结过去、谋划未来。6月12日，哈工大（深圳）举行办学二十周年庆祝大会，各级领导嘉宾、国内外高校代表、海内外校友、全体师生员工和关心哈工大深圳校区建设发展的各界人士通过线上线下的方式齐聚一堂，共同祝福哈工大深圳校区二十周岁生日快乐。8月18日，哈工大（深圳）与百度智能云联合创建的“智慧水系统创新中心”正式挂牌。该中心的成立，旨在强化科技在产业升级和经济发展方面的驱动力，以科研成果助力粤港澳大湾区建设和发展。12月，哈工大（深圳）成立了学习贯彻党的二十大精神宣讲团。宣讲团团长哈工大党委常委、副校长、深圳校区校长黄玉东，深圳校区党委书记吴德林分别向师生宣讲党的二十大精神。
