Кафедра теоретической механики была создана при основании механического факультета Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. А. Лазаряна с первых дней существования университета в 1930 году.

Первым заведующим кафедрой теоретической механики работал по совместительству заведующий кафедрой строительной механики – профессор А. С. Локшин.

В разные годы кафедрой заведовали такие известные отечественные учёные, как академик АН УССР В. А. Лазарян, профессоры Ф. В. Флоринский, Е. П. Блохин, М. Л. Коротенко, доценты А. И. Стукалов, В. П. Орленко.

В период с 1990 по 1999 год заведующий кафедрой был профессор Л. А. Манашкин.

С 1999 года и по настоящий момент кафедру возглавляет кандидат технических наук, доцент Кострица Сергей Анатолиевич.

Кафедра читает курс теоретической механики на большинстве факультетов университета. Кроме курса теоретической механики, преподаватели кафедры ведут дисциплины «Сопротивление материалов» и «Качество машин».

Кафедра теоретической механики на протяжении всего времени своего существования работает в тесном учебно-методическом и научно-исследовательском сотрудничестве с коллективом кафедры строительной механики. Кафедрами ведут работу над общими научными разработками и исследованиями в области прочности несущих элементов конструкций подвижного состава железнодорожного транспорта, динамики и устойчивости железнодорожных экипажей, взаимодействия подвижного состава и пути. Сотрудники кафедр сообща опубликовывают научные труды и издают учебные пособия.

Систематически кафедра теоретической механики проводит олимпиады по теоретической механике среди студентов университета. Победители университетских олимпиад достойно представляют честь университета на всеукраинских и международных олимпиадах по теоретической механике.

За время существования кафедры немало её сотрудников занимали ответственные посты в университете. Профессор Е. П. Блохин, возглавляя кафедру, занимал пост проректора университета по учебной работе (сейчас работает заведующим кафедрой строительной механики), профессор М. Л. Коротенко продолжительное время возглавлял Методический совет университета, доцент В. П. Орленко работал деканом факультета «Промышленное и гражданское строительство». Доцент С. А. Кострица в своё время исполнял обязанности ответственного секретаря приёмной комиссии университета. Доцент В. С. Буров работал по совместительству начальником отдела связей с производством и ответственным секретарём приёмной комиссии университета. На сегодняшний день доцент кафедры В. В. Колбун работает заместителем декана механического факультета, а доцент А. В. Султан работает заместителем директора Центра дистанционного образования.

Преподавательский состав кафедры теоретической механики, квалификация преподавателей и материально-техническая база кафедры позволяют вести подготовки бакалавров и магистров на высоком уровне.