Кафедра физики твердого тела образована 1 сентября 1973 года. Она выделилась из единственной в то время на физическом факультете кафедры общей и теоретической физики. Необходимость организации кафедры была обусловлена тем, что Самара (ранее Куйбышев) являлась и является крупным центром металлургии и машиностроения. Для промышленного роста предприятий необходимо поддерживать, целенаправленно разрабатывать и улучшать существующие материалы, технологии, методы обработки материалов. Для этого требуются кадры, владеющие фундаментальными знаниями в физике твердого тела, способные быстро решать различные научные и практические задачи.
Первым заведующим кафедрой был доктор физико-математических наук, профессор Кадменский Станислав Георгиевич, приехавший из Воронежского государственного университета. С 1976 по 1993 год кафедрой заведовал заслуженный деятель науки и техники, доктор технических наук, профессор Жирнов Алексей Андреевич.
С 1993 года заведующим кафедрой был назначен доктор физико-математических наук, профессор Покоев Александр Владимирович.
1 сентября 2018 г. к кафедре физики и твердого тела была присоединена кафедра радиофизики, полупроводниковой микро- и наноэлектроники.
С 2021 года и по настоящее время заведующим кафедрой назначена кандидат физико-математических наук, доцент Осинская Юлия Владимировна.
Кафедра физики твердого тела ведет подготовку специалистов высшей квалификации в области прикладной и фундаментальной физики материалов, физики диффузии, физики прочности и пластичности функциональных и конструкционных материалов авиационного, космического и машиностроительного назначения, физики полупроводников и диэлектриков, сложных полупроводниковых структур с наноразмерными компонентами, а также широкозонных полупроводников для экстремальной электроники.
Особое внимание уделяется фундаментальной физико-математической подготовке выпускаемых специалистов, совместному применению результатов научных исследований, научного и учебного оборудования в учебном процессе, вопросам широкого использования компьютерных технологий в научно-исследовательской и практической деятельности.