Suite à la conquête du Pays de Vaud en 1536, les autorités bernoises décident de fonder, à Lausanne, une école destinée à la formation des pasteurs. La Schola Lausannensis ne prendra le nom d’«Académie de Lausanne» qu’une cinquantaine d’années plus tard.
Au cours du XVIIe siècle, des personnalités telles que Théodore de Bèze, Conrad Gessner ou Pierre Viret contribuent au rayonnement de l’institution. Néanmoins, Leurs Excellences de Berne ne voient pas d’un bon œil cet esprit d’ouverture et des tensions régulières avec les professeurs de l’Académie émaillent le XVIIIe siècle. L’indépendance vaudoise mettra un point final à ces dissensions, quand les Bernois quitteront le Pays de Vaud.
L’Académie continue désormais sa construction au sein du canton du Léman, futur canton de Vaud. Elle subit les aléas de la mise en place de nouvelles lois sur l’instruction publique, qui peinent à être appliquées. En 1837, les conflits religieux vont conduire à la sécularisation de l’Académie, séparant ainsi les enseignements (désormais données en français) en trois facultés pouvant, chacune, décerner une licence. La liberté académique de choisir les cours est reconnue officiellement.
Les années 1840 seront marquées par des enseignements brillants mais aussi un lien très étroit entre Académie et régime libéral. Séparation de l’Église et l’État (1847), naissance de la Suisse moderne (1848), nouvelle constitution (1861) et nouvelle loi sur l’enseignement (1869) donnent à l’Académie le statut légal qui lui permettra de devenir Université en 1890. Elle compte alors 300 étudiants dont quelques étudiantes, pour la première fois de son histoire.
Une nouvelle ère s’ouvre, l’Université compte enfin ses premières femmes licenciées et docteures. Elle façonne sa structure contemporaine avec la création de diverses Écoles et la mise en place de cours de vacances pour ses 1000 étudiantes et étudiants. Durant les Première et Seconde Guerres mondiales, elle accueillera des internés de guerre dans son corps estudiantin.
En septembre 1963, le Grand Conseil accorde au Conseil d’État un crédit de 22 millions de francs pour l’acquisition de la propriété de Dorigny, qui accueillera par la suite le campus du même nom.
La création du Rectorat et l’adoption du Plan directeur de l’Université par le Conseil d’État se font dans une atmosphère de contestation estudiantine. L’UNIL entame son déménagement à Dorigny; les années 1970, 1980 et 1990 voient l’inauguration de divers bâtiments et le nombre d’étudiantes et étudiants doubler puis tripler pour atteindre 9000 personnes.
En 1991, le TSOL facilite l’accès au campus. Les deux dernières années du siècle seront marquées par des semaines de grève pour lutter contre le plan d’économie décidé par le Conseil d’État, ainsi que par l’amorce du processus de Bologne et de grands projets de coopération entre UNIL, UNIGE et EPFL.
Au début des années 2000, le paysage universitaire romand connaît des remaniements profonds. Dans une optique de renforcement et de partage des pôles de compétences, les sciences de base (mathématiques, physique et chimie) sont transférées à l’EPFL et la pharmacie s’implante définitivement à Genève, tandis que l’UNIL s’oriente vers les sciences du vivant.
Les anciennes Facultés des sciences et de médecine cèdent alors leur place à la Faculté des géosciences et de l’environnement (FGSE) et à la Faculté de biologie et de médecine (FBM). Cette dernière est notamment mandatée par l’UNIL et le CHUV pour assurer l’ensemble des activités de recherche et d’enseignement dans les domaines de la biologie et de la médecine.
En octobre 2005, le processus de Bologne entre en vigueur dans les facultés de l’UNIL qui offrent dorénavant toutes des programmes de Baccalauréat universitaire ou Bachelor.
À la rentrée de septembre 2010, l’UNIL innove au niveau national avec l’introduction du cursus à mi-temps sur l’ensemble de ses Masters. Les innovations et inaugurations ambitieuses marqueront les années qui suivent jusqu’en 2020 et l’acquisition du Vortex, faisant de Dorigny un lieu de vie 24h/24h.