Кафедра механіки (МЕХ) створена в травні 2000 року за наказом ректора університету на базі двох кафедр: кафедри опору матеріалів та кафедри теоретичної механіки.
Кафедру “Опір матеріалів” очолювали: академік АН УРСР, д.т.н., професор Серенсен С.В., к.т.н. Підчасов П.Г., к.т.н. Луцький М.К., чл.-кор. АН УРСР, д.т.н., професор Пеньков О.М., д.т.н., професор Бородачов М.М. Завідувачами кафедри “Теоретична механіка” були: чл.-кор. АН УРСР, д.т.н., професор Кожевников С.М., д.ф.-м.н., професор Назаров Г.І., д.т.н., професор Касьянов В.О.
Кафедру механіки з 2000 року очолював д.т.н., проф. Касьянов В.О. З 2002 року кафедру механіки очолює д.т.н., проф. Астанін Вячеслав Валентинович. Кафедри “Опір матеріалів” та “Теоретична механіка”, на базі яких створена кафедра механіки, найстаріші в університеті.
Кафедра опору матеріалів була створена у 1933 році, коли на базі авіаційного факультету Київського машинобудівного інституту був заснований Київський авіаційний інститут (КАІ). До війни довгий час завідувачем кафедри був видатний вчений Сергій Володимирович Серенсен, який згодом став відомим спеціалістом у галузі динамічної міцності деталей машин при повторних навантаженнях і втоми матеріалів, академіком АН УРСР, лауреатом Державної премії СРСР.
З 1941 року, у зв’язку з війною, підготовка спеціалістів була припинена і почалась тільки у 1947 році, коли Київський авіаційний інститут був відбудований і змінив назву на Київський інститут цивільного повітряного флоту (КІЦПФ).
З 1954 до 1968 року завідувачем кафедри був відомий вчений, проректор інституту, член-кореспондент АН УРСР, доктор технічних наук, професор Пеньков Олександр Михайлович. Кафедра отримала назву “Кафедра опору матеріалів та будівельної механіки літальних апаратів”.
При кафедрі була створена науково-дослідна лабораторія, в якій, в тісному контакті з великими науковими центрами СРСР – ЦАГІ, СибНДА, ДержНДІЦА та іншими, проводились роботи з проблем міцності і довговічності літальних апаратів. Співробітники кафедри і наукової лабораторії щороку брали участь в багатьох наукових конференціях і з’їздах.
У ті роки раз на три роки проводилась Всесоюзна наукова конференція з проблем міцності та довговічності конструкцій по черзі в КІЦПФ, ЦАГІ і СибНДА. В роботі конференцій приймали участь вчені та фахівці науково-дослідних інститутів країни, вузів і виробничих підприємств.
Активно створювалась й матеріальна база. Лабораторія отримала нові випробувальні машини, пульсатори; створювались випробувальні стенди для проведення натурних програмних випробувань елементів конструкцій, придбано устаткування для проведення льотних випробувань на міцність.
На кафедрі та у науковій лабораторії в ті роки працювали: Пеньков О.М., Карлашов А.В., Луцький М.К., Бородавко В.О., Урбанський Ю.С., Радченко О.І., Слободянюк В.Я., Жданович М.П., Прядко Е.О., Кринецька В.Г., Іванков І.Є., Пазюк П.Д., Попков В.Г., Кардаш А.Б., Гнатюк А.Д., Вязьметдинов М.М., Светов Л.І., Макаренко П.І., Дробиківський Ю.В., Гуща О.І. На кафедрі працювали ветерани Великої Вітчизняної війни та ветерани інституту.
З 1969 по 2000 рік кафедру “Опір матеріалів” очолював відомий вчений в галузі контактних задач теорії пружності і механіки руйнувань, доктор технічних наук, дійсний член Нью-Йоркської Академії наук, професор Микола Максимович Бородачов.
На кафедрі під керівництвом професора Бородачова М.М. розгорнулися широкі дослідження з проблем механіки руйнувань. При цьому частина розробок була використана в ОКБ Антонова, Іллюшина, на ремонтних заводах ЦА у таких містах, як Ташкент, Мінськ, Москва.
Кафедра теоретичної механіки була однією з перших кафедр університету – вона існує з 1933 року.
Довгий час кафедру очолював член-кореспондент АН УРСР, член Вченої ради з теорії машин і робочих процесів АН СРСР, почесний член міжнародної федерації теорії машин і механізмів, професор Кожевников Сергій Миколайович. Крім теоретичної механіки тоді викладався курс теорії машин і механізмів. В цей період на кафедрі працювали такі викладачі, як Головін Г.Я., Войцехівська К.Ф., Ковнеристов Г.Б., Шевчук В.С., та інші.
У 1968 році була створена окрема кафедра теоретичної механіки, яку очолив доктор фізико-математичних наук, професор Назаров Георгій Іванович.
З 1978 року кафедру очолював доктор технічних наук, професор Касьянов Володимир Олександрович.
Під керівництвом професора Касянова В.О. була створена наукова лабораторія, яка розробляла методи математичного моделювання польоту літаків цивільної авіації. Було створено багато нових алгоритмів та програмних засобів статистичного моделювання польоту літаків цивільної авіації. На базі лабораторії була створена галузева програма експлуатаційних досліджень літака Ту-204, керівником якої був призначений професор Касьянов В.О., а провідним науковим співробітником був доцент Боярський Г.М.
В 2002 році кафедру механіки очолив доктор технічних наук, професор Астанін Вячеслав Валентинович – відомий вчений в галузі пружно-пластичного деформування й руйнування матеріалів при ударній дії, міцності несучих елементів і вузлів транспортної техніки та споруд при різних навантаженнях.
В цей період розширилась робота по укріпленню матеріальної бази кафедри, налагоджуванню зв’язків з іноземними інвесторами, встановленню творчих зв’язків з авіапідприємствами.
В 2003 році доктори технічних наук, професори кафедри Касьянов Володимир Олександрович і Бородачов Микола Максимович отримали звання “Заслужений професор НАУ”, а професор Шевчук Віталій Серафімович у 2002 році – звання “Професор НАУ”.
З 1го вересня 2020 року кафедру очолює Павленко Петро Миколайович, д.т.н., професор, Заслужений діяч науки і техніки, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки. Галузі наукових досліджень: автоматизація конструкторсько-технологічних робіт та інженерних розрахунків, 3D моделювання параметрів і характеристик складних виробів і механізмів засобами CAD/CAM/CAE та PDM- систем.