1909年9月，甘肃法政学堂成立。学堂当时主要以培养法律人才为主，以适应清末逐渐开始的法制改革。
1913年，中华民国成立之后，学堂改名甘肃公立法政专门学校。首任校长为蔡大愚。1928年，扩建为兰州中山大学。1931年2月，国民政府教育部下令，全国各地除广东中山大学外，一律取消“中山”二字。遂更名甘肃大学。1931年5月，更名为省立甘肃学院。1944年3月，改组为国立甘肃学院。其专业设置有法律、国文、教育等本科专业和几个专修科。
1946年3月26日，国民政府于行政院第73次会议上决议在原国立甘肃学院基础上，将国立甘肃学院、西北医学院兰州分院等院校合并成立国立兰州大学，由教育部委任辛树帜筹办，并担任校长[2] 。从中国国内外广聘贤才。同时，大量采购图书资料、仪器设备，大规模兴建校舍。其所募图书数量超过当时省立甘肃图书馆。国民政府及教育部的支持下，国立兰州大学很快建成一所设有文理、法学、医学、兽医四大学院（1947年10月，兽医学院独立建校，成为国立西北兽医学院；文理学院也分为文学院、理学院）的全国性综合大学。
1949年，兰州易帜。其后奉教育部令，全国各地学校一律丢掉居首的“国立”、“省立”等字样，国立兰州大学更名为兰州大学。1952年，院系调整中，兰州大学俄文、英文、少数民族语言系分出。
1953年，西北艺术学院文学系并入。被确立为首批教育部直属全国重点综合性大学，得到国家在人力、财力上的支持，一批留学归国的学者和来自复旦大学、南京大学、北京大学、南开大学等高校的专家、教师和毕业生，陆续来到兰大，成为学校教学、科研的骨干力量。
1954年，医学系分出，成立兰州医学院。1955年，被列为高教部重点建设的综合性大学。1959年，原北大副校长、党委书记江隆基奉调入主兰州大学，成为校长。
1960年10月，中共中央将兰州大学确定为全国重点大学。1965年，南开大学核物理系、放化专业并入兰州大学现代物理系。在1978年全国科学大会上，兰州大学有25项成果受到表彰。
1995年11月，美国《科学》杂志评出中国13所最杰出的大学，兰州大学名列第六。1996年首批通过“211工程”部门预审，成为国家在“九五”期间重点建设的高校。2001年，进入“985工程”建设行列，教育部与甘肃省政府签订省部重点共建协议，成为国家“985工程”重点支持建设高水平大学的高校之一。
2002年，甘肃省草原生态研究所并入兰州大学。2004年11月18日，兰州医学院重新并入兰州大学，学校的办学规模进一步扩大。2008年，十届全国人大五次会议上，温家宝总理指出“兰州大学有它独特的优势，要精心办好这所学校。”
2009年，兰大迎来建校100周年校庆。
2000年，经教育部批准建立研究生院。截至到2013年，学校有30个学院，86个本科专业，学科涵盖理学、工学、农学、文学、历史学、经济学、哲学、法学、教育学、管理学、医学等12个学科门类，建立了新型教学科研基层组织139个，物理学、化学、生物学、生命科学与技术、地理学、历史学6个国家级培养基地，大气科学、信息科学与技术、草业科学、理论与应用力学、核科学与技术5个部省级培养基地，数学、经济学2个校级基础理论研究和教学人才培养基地，有数学与应用数学、有机化学等14个国家级特色专业；有生态学、植物学、有机化学、粒子物理与原子核物理、自然地理学、区域经济学、民族学、工程力学等10个国家重点学科，2个国家重点学科培育学科，27个省级重点学科。截至2012年3月，有19个博士学位授权一级学科，44个硕士学位授权一级学科，116个博士学位授权专业，235个硕士学位授权专业，16个专业学位授权类型，17个博士后科研流动站。
现任校长：王乘
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