Το “Ελληνικό Πανεπιστήμιο του Όθωνος” με τέσσερις Σχολές ιδρύθηκε το 1837. Πρώτος πρύτανης διορίσθηκε ο Καθηγητής της Ιστορίας Κωνσταντίνος Σχινάς. “Σημάντορες” δηλαδή κοσμήτορες, ορίσθηκαν οι: Μιχαήλ Αποστολίδης της Θεολογικής, Αναστάσιος Λευκίας της Ιατρικής, Γεώργιος Ράλλης της Νομικής και Νεόφυτος Βάμβας της Φιλοσοφικής Σχολής. Το 1862 το ίδρυμα μετονομάσθηκε σε “Εθνικόν Πανεπιστήμιον”.

Το 1911 για να εκπληρωθεί όρος της διαθήκης του μεγάλου ευεργέτη του Πανεπιστημίου Ιωάννου Δόμπολη, ιδρύθηκε το “Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον”, στο οποίο υπήχθησαν η Θεολογική, η Φιλοσοφική και η Νομική Σχολή. Οι υπόλοιπες Σχολές, δηλαδή η Ιατρική και η Φυσικομαθηματική αποτελούσαν το “Εθνικό Πανεπιστήμιο”. Τα δύο αυτά Ιδρύματα με ξεχωριστή το καθένα νομική προσωπικότητα, περιουσία, σφραγίδα και σημαία, είχαν κοινή διοίκηση. Με τον οργανισμό του 1932 ορίσθηκε ότι, τα δύο Ιδρύματα με μία διοίκηση συναποτελούν το “Εθνικόν και Καποδιστριακόν Πανεπιστήμιον Αθηνών”, που είναι και η πλήρης επίσημη ονομασία του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Το Πανεπιστήμιο στεγάστηκε αρχικά κάτω από την Ακρόπολη (επί της οδού Θόλου 5, στην Πλάκα), στην ιδιωτική οικία του αρχιτέκτονα Σταμάτη Κλεάνθη. Σήμερα, το απλό αυτό κτήριο, γνωστό με το όνομα “Παλαιό Πανεπιστήμιο”, χρησιμοποιείται ως “Μουσείο της Ιστορίας του Πανεπιστημίου Αθηνών”. Το σημερινό Κεντρικό Κτήριο του Πανεπιστημίου Αθηνών επί της οδού Πανεπιστημίου στο κέντρο της Αθήνας (Χάρτης Αθήνας) σχεδιάστηκε από τον Δανό αρχιτέκτονα Christian Hansen, θεμελιώθηκε το 1839 και κτίστηκε σταδιακά. Σήμερα, στο Kεντρικό Kτήριο στεγάζονται οι Πρυτανικές Αρχές και αποτελεί το Διοικητικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Αθηνών. Στο Κεντρικό Κτήριο βρίσκεται η Αίθουσα Τελετών, όπου μεταξύ άλλων τελετών πραγματοποιείται και η ορκωμοσία των νέων πτυχιούχων του Πανεπιστημίου. ‘Αλλες Διοικητικές Υπηρεσίες του Πανεπιστημίου (Διεύθυνση Διοικητικού, Οικονομικές Υπηρεσίες, Διεύθυνση των Γραφείων των Σχολών, Διεύθυνση Κληροδοτημάτων) στεγάζονται στο κτήριο της οδού Χρήστου Λαδά 6.

Το 1963 εκχωρήθηκε από το Δημόσιο προς το Πανεπιστήμιο, δασική έκταση 1.550 περίπου στρεμμάτων μεταξύ των Δήμων Ζωγράφου και Καισαριανής (περιοχή ‘Κουπόνια’), για την ανέγερση της Πανεπιστημιούπολης. Αρχικά λειτούργησαν ο μεγάλος οίκος φοιτητού, οι αθλητικές εγκαταστάσεις, το κτήριο Τεχνικών Υπηρεσιών και η Θεολογική Σχολή. Τον Ιούλιο του 1981 εγκαινιάσθηκε και τέθηκε σε λειτουργία τμήμα του κτηριακού συγκροτήματος της Σχολής Θετικών Επιστημών (πρώην Φυσικομαθηματική Σχολή) στο οποίο αρχικά εγκαταστάθηκαν τα νέα Τμήματα Βιολογίας και Γεωλογίας. Το 1988 εγκαινιάσθηκε και τέθηκε σε λειτουργία το κτηριακό συγκρότημα της Φιλοσοφικής Σχολής.

Το 1990 ολοκληρώθηκε η ανέγερση των χώρων του ανατολικού τμήματος του κτηριακού συγκροτήματος της Σχολής Θετικών Επιστημών και πραγματοποιήθηκε εκεί η μετεγκατάσταση των Τμημάτων Χημείας και Φαρμακευτικής, από τους χώρους του ‘Χημείου’, που βρίσκεται στο κέντρο των Αθηνών (οδός Σόλωνος). Είχε προηγηθεί η εγκατάσταση στους ίδιους χώρους των τμημάτων Γεωλογίας και Βιολογίας. Στο παρακείμενο κτηριακό συγκρότημα της Σχολής Θετικών Επιστημών, το οποίο ολοκληρώθηκε τμηματικά στη δεκαετία του 2000, έχουν εγκατασταθεί τα Τμήματα Φυσικής και Μαθηματικών και η βιβλιοθήκη της Σχολής Θετικών Επιστημών.