В 1949 году в Куйбышевском авиационном институте (КуАИ) была создана кафедра теплотехники и теории авиадвигателей, основными курсами которой стали курсы по теории и испытанию авиадвигателей, термодинамике, гидрогазодинамике и теплотехнике. 



С 1949 по 1968 год кафедру возглавлял профессор Виталий Митрофанович Дорофеев. Он, как видный специалист в области авиационного двигателестроения, заместитель главного конструктора Моторостроительного завода имени М. В. Фрунзе внёс основополагающий вклад в формирование крупнейшего в Куйбышевском авиационном институте учебно-научного комплекса «Теория двигателей» и по праву считается основателем кафедры и большинства направлений её научной деятельности. 

Первоначально до 1949 года курс теории двигателей относился к двигателям внутреннего сгорания, затем появились курсы теории воздушно-реактивных двигателей, курсы по теории и испытанию ракетных двигателей.

К первой половине 60-х годов относится формирование и развитие на кафедре направления космической энергетики. Под руководством В. М. Дорофеева сотрудники кафедры В. Я. Левин, В. П. Лукачёв, В. Е. Нигодюк заложили основы крупнейшей в стране экспериментально-исследовательской базы по изучению рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРДМТ) применительно к системам ориентации и стабилизации космических аппаратов.

В эти же годы была создана при кафедре отраслевая научно-исследовательская лаборатория микроэнергетики Министерства общего машиностроения СССР (ОНИЛ-2), объединившая несколько научных школ (направлений), которые начали формироваться в предыдущие периоды: космическую энергетику; рабочие процессы воздушно-реактивных двигателей; энергетику и экологию тепловых двигателей; рабочие процессы микротурбин.

В 1968 году кафедру возглавил ученик и соратник Дорофеева - Виктор Павлович Лукачёв. 

Большое внимание он уделял подбору кадров преподавателей и сотрудников. Именно в 70 – 80-х годах на кафедре определились основные направления научных исследований и сформировалась научная школа по теории и испытаниям двигателей летательных аппаратов.
В лице к.т.н. В. В. Кулагина кафедра приобрела новатора, создателя педагогической школы вуза по теории газотурбинных двигателей. 

Производственный опыт в области термодинамики профессора В. Г. Маслова нашёл отражение в его богатом научно-методическом наследии. 

Для цикла ракетных двигателей переход на кафедру начальника термодинамического отдела ОКБ Куйбышевского моторного завода, к.т.н. В. С. Кондрусева, обладавшего 25-летним стажем работы на предприятии под руководством академика Н.Д. Кузнецова, имел большое значение. В институте В. С. Кондрусев вёл исследования в области газодинамики сопел ракетных двигателей и энергетических установок космических аппаратов. 

Большое влияние на становление и развитие цикла лопаточных машин и отдела микротурбин ОНИЛ-2 оказал Н. Т. Тихонов, до прихода на кафедру поработавший инженером-испытателем на заводе им. М. В. Фрунзе.
 
В. П. Лукачёв поддержал доцента Б. М. Аронова в создании и развитии нового научного направления «Комплексные системы автоматизированного проектирования лопаток двигателей».

Задолго до серьёзного обострения экологических проблем в середине 70-х годов Ю. А. Кныш заложил основы нового научного направления в области экологии рабочего процесса ГТД. Вначале работа велась в рамках студенческого конструкторского бюро, а затем – в ОНИЛ-2 по этой тематике был создан отдел №3, а на кафедре – цикл экологии и энергетики двигателей и учебная лаборатория процессов горения. 

В 1987 году Указом Президиума Верховного Совета СССР Лукачёву Виктору Павловичу было присвоено звание Героя Социалистического труда с вручением ордена Ленина и золотой медали «Серп и Молот». 

С мая 1988 года за работу кафедры отвечал д.т.н., профессор Юрий Алексеевич Кныш. По 1995 год кафедра принимала участие в целевой интенсивной подготовке специалистов по специальности «Авиационные двигатели и энергетические установки». В середине 90-х начата подготовка по специализации «Промышленная экология». 

К окончанию 80-х началу 90-х годов можно отнести первый этап внедрения информационных технологий в учебный процесс кафедры. К началу этого периода была разработана учебно-исследовательская система автоматизированного проектирования авиационных ГТД. 

Переход ко второму этапу информатизации учебного процесса на кафедре относится к началу 2000-х годов. В это время преподаватели и научные сотрудники кафедры приступили к освоению и внедрению в образовательную деятельность программных комплексов вычислительной гидродинамики (Сomputational Fluid Dynamics, CFD). 

В начале 2000-х годов под руководством профессоров В. В. Кулагина и В. С. Кузьмичева начата работа по созданию автоматизированной системы термогазодинамического расчёта и анализа (АСТРА). С этого времени она постоянно совершенствуется, превратилась в современную САЕ-систему и применяется как в учебном процессе, так и при выполнении научно-исследовательских работ. 

С 2008 по май 2018 года заведующим кафедрой работал профессор Валерий Николаевич Матвеев, а с мая 2018 года её возглавляет д.т.н. Андрей Брониславович Прокофьев. В этот период проводилась и активно идёт модернизация учебного процесса, образовательных программ, осуществляется развитие материальной базы.

За последние 15-17 лет структура научных подразделений кафедры претерпела ряд изменений. В 2005 году ОНИЛ-2 была преобразована в Научно-исследовательский центр космической энергетики (НИЦ КЭ). В 2010 году на базе двух научно-исследовательских лабораторий «Энергетики и экологии тепловых двигателей» кафедры ТДЛА и «Горение и рабочие процессы тепловых двигателей» кафедры теплотехники и тепловых двигателей был сформирован Научно-образовательный центр газодинамических исследований (НОЦ ГДИ). 

В 2022 году при активном участии доцента кафедры ТДЛА Е. П.  Филинова создана научно-исследовательская лаборатория «Энергетические установки» для выполнения исследований в области создания и апробации киберфизических систем проектирования, производства и испытаний энергетических установок.

В заключении следует отметить, что В. М. Дорофееву, В. П. Лукачёву, их ученикам, соратникам и последователям удалось создать и постоянно поддерживать в коллективе атмосферу напряжённого творческого труда, увлечённости делом, постоянного поиска нового в сферах образовательной и научной деятельности. В 2019 году в честь 70-летнего юбилея кафедре теории двигателей летательных аппаратов присвоено имя Виктора Павловича Лукачёва.