本所前身為應用藝術研究所建築設計組(Architecture Group)，發展重點著重於數位建築理論(Theory of Digital Architecture)與設計思考過程(Process of Design Thinking)之研究，該組由劉育東、張基義老師及國內 7-8 位兼任老師負責教學與研究，每年招收 5-7 位碩士生。課程主要為電腦相關的建築理論，如人工智慧(Artificial Intelligence)、合作式設計(Collaborative Design)、設計思考-媒材-認知與運算(Design Thinking, Media, Cognition and Computation)以及設計方法學(Design Methodology)等，目標在建立數位建築理論研究之基礎，並將交大在建築上已具備之理論研究成果向國際介紹與發表。
為了能掌握「電腦與網路時代中的建築設計」，以便在全球建築的數位新發展中具有前瞻性，並為了避免片段的理解，當時便以「建築的數位發展」為焦點，融合設計創作、理論研究、設計媒體研究等發展方向，積極與全球類似目標的學校如美國之MIT、Columbia、瑞士 ETHZ 等建築研究所合作，發展當代建築歷史中的三個重點：
設計創作：建築設計、設計方法與過程。
認知思考與運算理論：設計思考與認知、設計運算。
數位媒體研究：數位設計媒體研發、創作與應用等。
建築在本質上是一個融合了藝術（建築設計創作與方法）、科技（技術與理論）、與人文（文化、社會、歷史、哲學）的綜合體，建築的內涵與時代的發展向來密不可分。以人類文明重要的革命性發展歷程來看，畜牧時代、農業時代、工業時代，都對建築在藝術科技人文的向度上，產生了巨大的變革。因此在當代，如何能「理論擴展至設計」以及「數位擴展至全面」，就成為交大建築教育上的重要思考。
有鑒於數位建築與前衛設計風潮興起，亟需培育更多設計專業領導人才，1998 年本校向教育部提出申請設立「建築研究所」，1999 年同意籌設、2000 正式設立。在建築設計方面，提供建築碩士學位(Master of Architecture)招收建築系(MArch II)與非本科系畢業生(MArch I)；在數位設計方面，提供理學碩士學位(MS)，招收建築與數位設計相關學系畢業生。
自創所初期，本所就與土木工程系開始合作建築通識教育課程與博士班研究指導，以拓展本校在相關領域的教學研究合作。
此階段（99~108 學年）為建築所組織重整與發展期，歷經師資陣容更替與新血加入，以及學程架構之調整，以因應建築師考試改革、新興數位科技趨勢，並且全力投入跨領域合作與教學、邁向國際舞台。故自2015 年後將研究領域調整為「當代建築設計專業」與「高階跨域設計研究」為兩大方向。
當代建築設計專業：主要為學士後建築(MArch I)，招收非建築本科系畢業生。
高階跨域設計研究：以數位理論、設計科學、先進科技、設計實務為核心，提供建築碩士學位(MArch II)、建築理學碩士學位(MS in Architecture)與博士學位 (PhD in Architecture)，分別招收建築科系、非建築科系背景畢業生。在教學與研究上又區分為建築導向（建築設計組）與數位導向（數位設計組、博士班）。
於此時期，全球興起各種教育改革，建築教育改革、創客運動、跨域教育合作、實驗教育蓬勃發展。本所也在此階段因應潮流擴大教學場域的參與，積極投入跨域設計教育、實驗教育、以及更大範圍的設計推廣活動，包括校級工坊的設置、大學部設計跨域學程、與百川學程（實驗教育）等。
2021 年 2 月交大與陽明合併為陽明交通大學，引入健康醫療與照護領域，人社領域也隨之擴大，本所更加聚焦於跨域與實務發展，同時因應新興科技發展，將運算思維與人工智慧納入基礎必備能力。
爲集中兩大方向的發展，自 112 學年起原有的三組整併為兩組招生：甲組設計研究（專攻建築與數位設計）、乙組學士後建築。
