Sarajevo je upisano na mapu akademskih centara u ovom dijelu Evrope Gazi Husrevbegovom vakufnamom iz 1537. godine. Gazi Husrevbegova biblioteka, u svojstvu pridružene članice, najstarija je institucija u okviru Univerziteta u Sarajevu. Nakon zamjene osmanske uprave austro-ugarskom, osnovane su Šerijatska sudačka škola 1887. godine, Zemaljski muzej 1888. godine, Vrhbosanska katolička bogoslovija 1890. godine. Sarajevsko-reljevska pravoslavna bogoslovija je 1892. godine uzdignuta na stepen visoke škole. Zemaljski muzej je danas pridružena, a Katolički bogoslovni fakultet punopravna članica Univerziteta u Sarajevu.

Poljoprivredno-šumarski fakultet je osnovan 1940. god., Medicinski fakultet 1944. godine.

U Federativnoj Narodnoj Republici Jugoslaviji, godinu nakon Drugog svjetskog rata, u Sarajevu su počeli sa radom i Viša pedagoška škola i Biološki institut. Nakon što je, poslije Medicinskog, Pravnog i Poljoprivredno-šumarskog, otvoren i Tehnički fakultet, Skupština Narodne Republike Bosne i Hercegovine je 1949. godine donijela Zakon o Univerzitetu kojim se osniva Univerzitet u Sarajevu. Filozofski fakultet (sa prirodno-matematičkim odsjekom) i Veterinarski fakultet postaju njegovim novim članicama 1950. god. U narednim decenijama uslijedio je period dinamičkog rasta. 

Do 1975. godine Univerzitet u Sarajevu je bio jedini univerzitet u Bosni i Hercegovini, osnovni pokretač razvoja visokog obrazovanja i nauke u našoj zemlji, značajno doprinoseći  utemeljenju Univerziteta u Banjaluci 1975., Univerziteta u Tuzli 1976. i Univerziteta u Mostaru 1977. god. 

U novo razdoblje, koje je nastupilo međunarodnim priznanjem države Bosne i Hercegovine, Univerzitet u Sarajevu je ušao kao obuhvatna asocijacija 19 fakulteta, 3 akademije, 4 više škole u Sarajevu i 2 fakulteta u Zenici.

Tokom agresije na Bosnu i Hercegovinu i opsade Sarajeva (05.04.1992.–29.02.1996.) Univerzitetu su nanesene velike ljudske i materijalne štete kroz stradanja, raseljavanje i odliv nastavnog kadra, fizičku devastaciju zgrada i opreme Univerziteta. Nastavljajući sa radom i čuvajući civilizacijske standarde u najtežim uslovima u kojim se našla jedna evropska visokoobrazovna institucija u drugoj polovici 20. stoljeća, Univerzitet je stekao široko uvažavanje međunarodne akademske zajednice.

Zajedno sa ostalim univerzitetima u Bosni i Hercegovini, Univerzitet u Sarajevu je 1996. godine pristupio evropskim programima podrške reformi visokog obrazovanja. Taj period je obilježen djelovanjem Univerziteta na saniranju posljedica ratnih razaranja, stvaranju ambijenta za nastavak stabilnog i kontinuiranog razvoja i potpunije uključivanje Univerziteta u savremene evropske i svjetske akademske tokove.

Univerzitet u Sarajevu je u periodu 1997-2000. koordinirao na evropskom planu prvi  TEMPUS projekt nastavnog plana i programa po modelu 3+2.

Polazeći od spoznaje o značaju dostizanja odgovarajućeg mjesta u evropskom prostoru visokog obrazovanja (EHEA), Univerzitet je, kao cjelina, akademske 2005/2006. godine samostalno krenuo – u otežanim uvjetima i bez državnih smjernica, odgovarajuće političke, zakonske i materijalne podrške – u složeni proces reforme prema bolonjskim principima.

Univerzitet je razvio ili učestvuje u nekoliko internacionalno umreženih programa trećeg ciklusa studija koji nastoje slijediti EHEA-ERA standarde.

U organizacionom pogledu, Univerzitet u Sarajevu je velika i složena javna ustanova čiju osnovnu strukturu danas čini trideset organizacionih jedinica - dvadeset i dva fakulteta, tri akademije i pet naučno-istraživačkih instituta, unutar šest grupacija iz područja društvenih, humanističkih, medicinskih, tehničkih, prirodno-matematičkih i biotehničkih nauka te umjetnosti. Među pridruženim članicama Univerziteta su Nacionalna i univerzitetska biblioteka BiH, Gazi Husrev-begova biblioteka i Zemaljski muzej BiH, te druge univerzitetske jedinice.

Usvajanjem Statuta Univerziteta u maju 2013. od strane Senata Univerziteta, u skladu sa Okvirnim zakonom o visokom obrazovanju u BiH i Zakonom o visokom obrazovanju Kantona Sarajevo, Univerzitet je napravio odlučan iskorak od labave asocijacije fakulteta ka univerzitetu organizovanom na jedan od načina koje je oblikovala relevantna evropska tradicija.

Trenutno su objekti većine članica i pridruženih članica Univerziteta disperzirani na prostoru grada Sarajeva, dok se u Kampusu Univerziteta, smještenom na lokalitetu bivše kasarne „Maršal Tito“, u ovom času nalazi grupa od pet fakulteta i dva instituta, te dodatni obrazovni i drugi studentski sadržaji. Urađeni su glavni projekti i pribavljene urbanističke saglasnosti za dio objekata predviđenih prvom fazom realizacije Master plana Kampusa. Master plan je dobio Campus Planing Award, u Bostonu, 2004. godine.