Кафедра физической электроники выделилась в самостоятельное структурное подразделение в 1977 г. Однако уже в 50-х годах велись научные исследования и подготовка кадров по оптике и физической электронике, в частности, разрабатывались теория и методика экспериментального исследования газоразрядной плазмы промышленных объектов: источников света, лазеров, газоразрядных коммутирующих приборов.

К 1969 г. стало ясно, что подобные эксперименты требуют сбора и обработки такого большого массива данных, что осуществить их без применения средств автоматизации невозможно. Одним из первых в России коллектив кафедры начал разработку таких средств для экспериментов в области физической электроники. С тех пор десятки автоматизированных установок, работающих под управлением всех применявшихся с тех пор поколений ЭВМ вплоть до современных персональных компьютеров, созданы на кафедре и внедрены на промышленных предприятиях, в научных учреждениях (в том числе медицинских). Эти разработки отмечены медалями ВДНХ и защищены рядом авторских свидетельств.

Наряду с развитием тонких физических методов исследования свойств плазмы и процессов взаимодействия атомных частиц, в том числе с применением перестраиваемых лазеров, разработкой компонентов электронных устройств на основе оксидных технологий коллектив продолжает участвовать во Всероссийских программах, связанных с развитием новых информационных технологий. В частности, ведутся работы по созданию приборов, управляемых компьютером, разрабатываются моделирующие и обучающие программы, являющиеся элементами экспертных систем в области физической электроники и спектрального приборостроения, создаются распределенные информационно-измерительные системы поддержки экспериментальных исследований с обеспечением удаленного доступа к информационным и техническим ресурсам в сетях Интранет/Интернет.

В коллективе кафедры "выросло" 19 кандидатов и 3 доктора наук.

Ежегодно КФЭ выпускала 15-20 специалистов физиков научно-педагогического и научно-производственного направления по специализациям "физическая электроника" и "физическая метрология и автоматизация эксперимента" соответственно.

Опыт, накопленный в развитии последней специализации, и опыт трудоустройства выпускников позволил кафедре выступить с инициативой открытия на факультете новой специальности "Автоматизированные системы обработки информации и управления", прием на которую был впервые осуществлен в 1992 г.

В 1994 г. на кафедре начата подготовка бакалавров и магистров по направлению "Информатика и вычислительная техника" (по программам информационно-измерительные системы и автоматизированные системы научных исследований и комплексных испытаний).

В 2000 г. по инициативе кафедры открыта новая специальность "Информационно-измерительная техника и технологии".

С 2011 г. открыт прием по направлению "Приборостроение" (бакалавриат и магистратура).