汽车学院的前身是西安汽车机械学校汽车运用与维修专业大、中专班，1951年开始招收学生,1958年西安公路学院成立，同时组建汽车系。汽车系1966年前设有汽车运用与维修、筑路机械、机械制造等本科专业；1977年恢复高考制度后，除汽车运用工程专业外，1978年起开始招收机械制造、热加工、交通信号自动控制、交通运输管理、财会等本科专业学生；80年中期，设立汽车与拖拉机本科专业，同时为国家民航系统专门培养了民航特种车辆本科生四届，为全国交通和公安部门培养交通监理专科生四届。1965年至1984年间，有关专业通过发展，先后从汽车系分出组建了学校的其它相关系（部）。1998年10月汽车系更名为西安公路交通大学汽车工程学院。2000年12月更名为长安大学汽车学院。学院1979年开始招收硕士研究生，1992年开始招收博士研究生。五十多年来，培养博士研究生、硕士研究生、本科生和外国留学生近万名，毕业生遍及全国各地和20多个国家与地区。
学院设有交通运输系、车辆工程系、营销系、交通安全系和交通运输研究院（下设运输安全研究所、运输规划研究所、物流研究所、快速货运和车辆研究所、危险品运输研究所、智能运输研究所、运输能源研究所、运输产业研究所、车辆检测维修技术研究所、机电与动力研究所）、交通部人—车—环境系统安全重点实验室、陕西省交通新能源开发、应用与汽车节能重点实验室以及车辆结构实验室、运输工程实验室等教学、研究、实验机构。
学院设有载运工具运用工程（国家重点学科、博士点、博士后流动站、硕士点）、车辆工程（博士点、博士后流动站、硕士点）、交通运输规划与管理（博士点、硕士点）、交通环境与安全技术（博士点、硕士点）、动力机械及工程（硕士点）和企业管理（硕士点）等6个学科。
学院有交通运输、交通安全工程、车辆工程、市场营销、物流工程、汽车服务工程、热能与动力工程等7个本科专业。
学院拥有一支结构合理、实力雄厚的教学、科研队伍及一批治学严谨、年富力强的学术带头人。目前学院有教授19名（其中博士生导师10名），副教授19名，高级工程师7名，高级实验师4名，面向全校有关专业和学科开设80多门专业课、专业基础课和公共课；学院在道路运输安全技术与政策、汽车节能与排放净化、汽车运行可靠性与车辆诊断检测技术、道路交通事故模拟分析技术、物流系统规划及运输市场、车用内燃机润滑机理分析、可生物降解润滑油开发、汽车排放动态参数控制技术、商用车新能源及代用燃料开发与应用、智能运输系统、高速大客车设计技术、汽车市场营销理论等研究领域取得丰硕成果，有50余项科研课题获国家及省部级科技进步奖，取得国家专利10余项，多项技术被企业应用，取得巨大经济效益。
学院实验室总建筑面积8000平方米，拥有驾驶员适宜性检测系统、驾驶员眼动测试仪、汽车综合性能检测系统、AVL大型转鼓排放分析成套设备、FST2A数控发动机实验台、三维坐标测量仪、各型在用汽车发动机故障诊断检测仪、运动粒子激光全息分析系统、汽车悬架座椅试验台、汽车底盘综合试验系统、汽车行驶性能综合测试系统、柴油汽车及柴油发动机颗粒物排放分析测试系统、人-车-路-环境动态3维数字模拟系统、电动车辆试验研究系统、汽车代用燃料性能检测专用设备、代用燃料发动机喷雾质量分析系统、润滑材料成分分析仪、在用油中有害粒子分析仪、非接触车速仪等大型试验、研究、教学仪器设备和占地450亩国内高校唯一的汽车综合性能试验场（含商用汽车高速试验环道和低附着系数试验路及各种典型道路）。
学院是中国汽车工程学会、中国内燃机工程学会、中国交通能源研究会、中国公路学会汽车运输学会、中国人类工效学会交通工效分会的理事单位，是中国客车学会副理事长单位和全国交通运输工程教学指导委员会道路运输分委会的主任委员单位，是陕西省技术监督局和西安市技术监督局授权的汽车综合性能检测单位和汽车产品质量监督检测单位。
学院积极开展与国内外高等院校、科研机构的协作和学术交流，多名教师曾在国外留学或进行高级研修访问，与德国布伦克大学、美国密执安工业大学、美国弗吉尼亚理工大学、日本东京大学、日本神户大学、俄罗斯莫斯科汽车公路学院和日本汽车研究所等高校与研究机构保持着密切的合作关系。
