Tanzimat döneminde Batı bilim ve kültür dünyasının tanınması ve geleneksel bilgi yanında yeni bilgilerin en yüksek düzeyde temin, eğitim ve öğretimi maksadıyla Avrupa'daki bilimler akademisi ya da üniversiteye karşılık gelecek biçimde tanzim edilen yeni eğitim kurumuna "fenler evi" anlamına gelen Dârülfünûn denilmiştir. Yeni adlandırma ilim ve medrese geleneğinden farklılaşması bakımından anlamlıdır. Fen Arapça'da (ç. fünûn) "bir bilimin ayrıldığı şubelerden her biri, dal" anlamındadır. Osmanlı Türkçesi'nde ise "cins, tür, bilim dalı ve hal" anlamlarında kullanılırken, XIX. yüzyılda Batı dünyasına atfen deney ve tecrübeye dayalı bilgi ve bilime fen bilimleri denilmiştir. Osmanlı Devleti'nde yeni tür eğitim ve bilginin bir ihtiyaç haline gelmesi 1830'lardan sonra belirgin olmuştur. Bu sebeple yüksek düzeyde eğitim verecek yeni bir kurumun planları 1840'lardan itibaren Meclis-i Vâlâ-yı Ahkâmı Adliye'de konuşulmaya başlanmıştır.

21 Temmuz 1846'da toplanan Meclis-i Maârif-i Umûmiye'de "münevver bendegân" daha sonra da "ma'lûmât ve hüsn-i ahlakça mükemmel olmak isteyen ve bütün ilim ve fenleri okumaya hevesli veya devlet dairelerinde çalışmak isteyen herkese gerekli bilgiler sağlayacak bir kurum" açmanın gerekli olduğu vurgulanarak Dârülfünun adında bir yapının kurulması için ilk adımlar atılmıştır. Devlet merkezli ve devlet kontrolünde bir eğitim kurumu halinde tasarlanan Dârülfünun'a uygun, gösterişli bir bina için İtalyan Fossati davet edilmiş ve Ayasofya ile Sultanahmet Camii'nin orta yerine Yunan tapınaklarını andıran bir ön cepheye sahip, üç katlı, 125 odalı, dev cüsseli, yüksek bütçeli bir binanın ihalesi yapılmıştır. 1863'te tamamlanabilen binanın Dârülfünun için çok büyük olduğu görülüp büyük bir kısmı Maliye Nezareti'ne verilmiştir.

Dârülfünun'un faaliyete geçebilmesi için 11 Şubat 1851'de Encümen-i Dâniş adında Fransız Bilimler Akademisi'ni örnek alan bir yapı kurulmuştur. Amacı Dârülfünun'da okutulacak ders kitaplarını e-laboratuvar gibi ihtiyaçları hazırlamak, hoca yetiştirmek, yeni bilgi dünyasıyla yakından irtibat kurmak ve telif ve tercüme eserler meydana getirmekti (bk. Encümen-i Dâniş).

Dârülfünun'a ikinci hazırlık 1857'de Paris'te açılan Mekteb-i Osmânî'dir. Fransızlar'la yapılan ortak komisyon gereğince İstanbul'dan gönderilen talebeler hem Mekteb-i Osmânî'de okuyacaklar hem de Paris'teki diğer okulların derslerini takip edebileceklerdi. Üç yıl süreli okulun amacı; "Askerî ve sivil görevlere öğrenci yetiştirmekten başka erkân-ı harp subaylarına, mühendislere ve yönetici devlet adamlarına sahip olmaktır" şeklinde belirtilmiştir (bk. Mekteb-i Osmânî).

Yapılan hazırlıklar neticesinde Dârülfünûn-ı Osmânî adındaki yükseköğretim Kimyager Derviş Paşa'nın 13 Ocak 1863'te verdiği fizik ve kimya dersleriyle başladı. Hekimbaşı Sâlih Efendi biyoloji, Ahmed Vefik Paşa tarih felsefesi, biraz zaman geçtikten sonra da coğrafya, astronomi gibi dersleri verdiler (bk. Ahmed Vefik Paşa). Okulun toplum tarafından benimsenebilmesi için ücretsiz olarak halka açık dersler yapıldı, üst düzey yöneticiler de derse iştirak etti. Belli bir plan ve program dahilinde yapılmayan, muhatapları ilgili, heveskâr insanlar olan bu dersler kısa bir süre sonra rağbetten düştü ve kendisi için kocaman bir bina tahsis edilen Dârülfünun hakkında dedikodular başladı. Bina tamamıyla Nisan 1865'te Maliye Nezareti'ne verildi. Dersler Çemberlitaş civarında kiralanan Nûri Paşa Konağı'nda verilmeye başlandı. Ancak 8 Eylül 1865'te bu civarda çıkan büyük bir yangında Dârülfünun binasının yanmasıyla dersler tatil edildi ve Osmanlı'da Batılı anlamda ilk üniversite, ilk yükseköğretim de son buldu. Dârülfünun'un bu kısa dönemiyle ilgili bilgi ve belge yoktur.

Dârülfünun için ikinci teşebbüs 1869'da başladı. Maarif Nazırı Saffet Paşa'nın başkanlığında Şûrâ-yı Devlet'in Maarif Dairesi Başkan Yardımcısı Sâdullah Paşa, Recâizâde Mahmud Ekrem, Ebüzziyâ Mehmed Tevfik gibi bürokrat ve bazı ulemanın da yer aldığı on bir üye tarafından yeni Maârif-i Umûmiye Nizamnamesi hazırlandı. Modern eğitim sisteminin tamamını ilgilendiren bu düzenlemeyle eğitim hayatı baştan sona hukukî bir alt yapıya kavuştu. 198 maddelik nizamnamenin elli bir maddesi Dârülfünun'la ilgilidir. Nizamnameye göre Dârülfünûn-ı Osmânî üç şubeden (fakülte) oluştu: Hukuk, Hikmet ve Edebiyat, Ulûm-ı Tabîiye ve Riyâziye. Dârülfünun'a on altı yaş üstü idâdî mezunu olan ya da bu düzeyde bilgisi olan adaylar sınavla kabul edildi, eğitim üç yıldı. İlk etapta çoğunluğu medrese talebesi olan 1000 kadar adaydan 450 kişi kabul edildi ve Dârülfünun 20 Şubat 1870'te Âlî Paşa ve Saffet Paşa'nın katılımıyla ikinci defa açıldı.

Okula müdür olarak daha önce Mekteb-i Osmânî'de eğitim için Paris'e gönderilen Hoca Tahsin Efendi atandı (bk. Hoca Tahsin Efendi). Dersler Fransız yükseköğretimi tarzında yapılandırıldı. Felsefe ve edebiyat şubesinde Arapça ve Farsça'nın yanında Fransızca, Yunanca ve Latince yer aldı. Hukuk şubesinde İslam hukuku yanında Roma hukuku dersleri de okutuldu. Böylece Doğu ile Batı'nın sentezi bir eğitim denendi. Avrupa'dan çok sayıda kitap getirildi, bu kitapların ekseriyeti "pozitivist, hümanist ve materyalist içeriğe sahipti." Dârülfünun'da her ne kadar üç ayrı şube tasarlanmışsa da yeterli hoca ve donanım olmadığından bütün dersler tek şubede verildi. Neticede Dârülfünun'un ikinci denemesinde de istenilen verimlilik sağlanamadı.

1870'in dönem sonunda topluca sınav yapıldı ve talebeler tahminlerin ötesinde başarılı kabul edilerek ve hepsi de bir üst sınıfa geçti. 1870 ramazanında Hoca Tahsin ve Münif efendiler "Fen ve Sanatların İlerlemesi" konusunda konferanslar vermeye başladı (bk. Münif, Mehmed Tâhir). Bu konferans serisinin onuncusunu tartışmalı kimliğiyle bilinen Cemâleddin Efgânî verdi. Kullandığı ifadelerden dolayı kamuoyunda tartışmalar başladı. Dârülfünun'a karşı menfi bir algı gelişti ve konferanslara son verildi. Efgânî Mısır'a gitti, Hoca Tahsin Efendi müdürlükten azledildi ve yerine Kâzım Efendi atandı. Dârülfünun ikinci ders yılına 22 Ocak 1871'de başladı. Bir sene sonra sebebi tam olarak bilinmemekle birlikte talebe sayısı birden yüze kadar indi. Eğitim 1873'e kadar devam ettiyse de mezun verip vermediği ve Dârülifünun'un resmî olarak kapanıp kapanmadığı hakkında kesin bilgi yoktur.

Dârülfünun tarihinde üçüncü teşebbüs hukukçu Sava Paşa'nın gayretleriyle 1874'te Mekteb-i Sultânî (bk. Galatasaray Lisesi) bünyesinde başladı. Dârülfünun-ı Sultânî adı verilen bu kurumun da hukuk, fen ve edebiyat şubeleri vardı ve üçüne birden "mekâtib-i âlî" denildi. Bu sırada Dârülfünun'da hukuk, mühendisîn-i mülkiye bölümleri vardı. Bu okulun dört yıllık bir öğrenim süresi vardı ve mezuniyet için doktora türü bir sınav şartı getirilmişti. Kısa süre sonra mühendisîn-i mülkiyenin yerini turuk u maâbir (yol ve köprü mühendisliği) bölümü aldı. 1876'da bir üçüncü bölüm olarak edebiyat bölümünün de nizamnamesi yayımlandı. Ancak bu bölümde derslerin başlayıp başlamadığı bilinmemektedir. Dârülfünun, Mekteb-i Sultânî içinde devam ederken Sava Paşa dikkatleri çekmemek için hayli temkinli hareket etti. Okulun müfredatına ve işleyişine bakıldığında giderek ihtisaslaşmaya önem verildiği görülür.

II. Abdülhamid'in tahta geçmesinin ardından 1877-1878'de Dârülfünun-ı Sultânî'de eğitime ara verildiyse de bir yıl sonra eğitime yeniden başlandı ve ilk mezunlar 1879-1880'de diplomalarını aldılar (bk. Abdülhamid II). 1881'de Hukuk ve Mühendis mektepleri ayrı birer yüksekokul olarak teşkilatlandı ve Dârülfünun üçüncü defa son buldu. Dârülfünun teşebbüslerindeki başarısızlığın en önemli sebebi malî meselenin çözülememesidir. İlerleyen yıllarda Dârülfünun ekonomik bakımdan mutlak olarak devlete bağlı bir kurum haline geldi.

II. Abdülhamid döneminin ilk senelerinden sonra müstakil bir Dârülfünun yoktur ve 1900'e kadar yeni bir teşebbüs de gerçekleşmemiştir. Ancak bu arada Sadrazam Küçük Said Paşa'nın "Darülicâze" adında yeni "dârülfünunlar" açmak için önerileri olmuştur (bk. Said Paşa, Küçük). 1880'lerden sonra orta düzey bürokrat, uzman, teknik personel ve mühendis yetiştirmek için farklı bakanlıklara bağlı ve birbirinden bağımsız çok sayıda yüksek mektep açılmıştır. 1874'te açılan Mekteb-i Hukuk 1880'de yeniden teşkilatlandırılarak Mekteb-i Hukûk-ı Şâhâne adıyla eğitime başlamıştır. Daha önce açılmış olan Mekteb-i Mülkiye ve Mekteb-i Tıbbiye-yi Mülkiye de yenilenerek eğitimlerine devam etmiştir. Bu dönemde açılan Mülkiye Baytar Mektebi önde gelen yüksekokullardan biridir. Bunların dışında, Sanâyi-i Nefîse (1882), Hendese-yi Mülkiye (1883), Hamidiye Ticaret Mektebi (1884), Lisan Mektebi (1883), Fenn-i Resim ve Mimari Mektebi (1887), Aşı Ameliyat Mektebi (1887), Amelî Ziraat Mektebi (1887), Polis Dershanesi (1889), Aşı Memurları Mektebi (1982), Gümrük Memurları Mektebi (1892), Tüccar ve Kaptan Mektebi (1886), Aşiret Mektebi (1892), Çoban Mektebi (1898), Dârülhayr-i Âlî (1903) gibi orta ve üst düzeyli daha çok sanat ve teknik becerili personel yetiştirmeyi amaçlayan meslekî ve teknik okullar II. Abdülhamid döneminin yükseköğretim okullarıdır.

Dârülfünun'un dördüncü açılışı 31 Ağustos 1900'de gerçekleşmiştir. "Müslüman dünyasında ilk gerçekten yerli modern üniversite" (Lewis, 1988: 180) olan Dârülfünûn-ı Şâhâne; Edebiyat ve Hikmet, Ulûm-ı Tabîiye ve Riyâziye, Hukuk, Tıp ve Ulûm-ı Âliye-yi Dîniye olmak üzere beş şubeden (fakülte) oluşmuştur.

Beş şube (fakülte) içinde yeni açılan şube Ulûm-ı Âliye-yi Dîniye'dir. Öğretim süresi Ulûm-ı Âliye-yi Dîniye'de dört, diğerlerinde üç senedir. Bu fakülte geleneksel dinî öğretim yapan medreselerin karşısına kurulmuş, dinin devlet tarafından kontrol edilmesine ve dinî bilginin resmî kanallardan üretilmesine yönelik önemli bir girişimdir. Bu fakülte Cumhuriyet döneminde, İlahiyat fakültelerine dönüşmüştür (bk. İlahiyat Fakültesi). Dârülfünûn-ı Şâhâne'nin Edebiyat şubesinde Türkçe, Arapça ve Farsça'nın yanında Fransızca, İngilizce ve Rusça eğitimi de verilmiştir.

Kanûn-ı Esâsî'nin 1908'de yeniden ilanını ardından Dârülfünun'da geniş çaplı tensikat (işten atma) yapıldı. İstanbul Dârülfünunu adını aldı ve mekân da değişti, Vezneciler'deki Zeynep Hanım Konağı'na geçildi. Bu tarihten sonra Dârülfünun müfredatında da önemli değişimler oldu. Dönemin önde gelen Maarif nazırlarından Emrullah Efendi kapsamlı bir eğitim reformu gerçekleştirmek için öncelikle Dârülfünun'dan başlamak gerektiğine inanıyordu. Bu konuda Sâtı Bey, Ziya Gökalp gibi aydınlarla entelektüel tartışmalar yapıldıysa da bir netice alınmadı. Bu süreçte müstakil yüksekokul olan Eczacı ve Dişçi mektepleri Tıp Fakültesi'ne bağlandı. Aynı zamanda Şam'daki Mekteb-i Tıbbiye Dârülfünun'un bir fakültesi haline getirildi. Dârülfünun'un şubelerine resmî olarak fakülte, hocalarına da müderris denmeye başlandı.

12 Eylül 1914'te İnâs Dârülfünunu'nun açılması da Dârülfünun alanındaki önemli gelişmelerden biridir. Bu, kızlar için açılan bir üniversite idi. Aslında 1870'te açılan Dârülmuallimât ve 1882'de eğitime başlayan Sanâyi-i Nefîse bir tür yükseköğretim/yüksekokul müessesesi idi. Dârülfünun ile aynı binada eğitim veren İnâs Dârülfünunu 1920'de birleşti ve bir sene sonra da yükseköğretimde resmen karma eğitim başladı.

Dârülfünun'a 1915'ten sonra Almanya'da yirmi kadar hoca davet edildi. I. Dünya Savaşı'nda Almanya ile ittifak kuran Osmanlı Devleti, anlaşmanın gereği olarak askerî, malî ve tıbbî alanda uzmanların gelmesini istedi. Bu hocalar, Dârülfünun'da yeni enstitüler (dârülmesâî) ve bölümler kurdular ve modern laboratuvarların, kütüphanelerin oluşmasına katkı verdiler. Psikoloji, jinekoloji gibi uygulamalı bilimlerin gelişmesi büyük ölçüde 1915 sonrası gelen Alman bilim adamları sayesinde gerçekleşti. I. Dünya Savaşı yıllarında Dârülfünun'da eğitim aksadıysa da bütün zorluklara rağmen devam etti.

1919'da Dârülfünun yeniden teşkilatlandırıldı, müfredat ve kadro değişimleri yapıldı. 11 Ekim 1919'da yayımlanan bir nizamname ile Dârülfünun'a ilmî muhtariyet verildi. Kısa bir süre sonra Maarif Nazırı Ali Kemal'in isteğiyle Dârülfünun'da ikinci bir tensikat gerçekleşti. Bu tarihlerde diğer önemli bir gelişme de Dârülfünun kurulunun (senato) oluşturulması ve Dârülfünun'a kendi başkanını (emin/rektör) seçme hakkının verilmesidir. Böylece hocalar rektörlerini oylarıyla seçmeye başladılar ve Dârülfünun'un ilk emini Besim Ömer (Paşa) oldu.

1923'te Cumhuriyet'in ilanının ardından Dârülfünun'da köklü değişimler için bir süre beklendi. 1923'te Ankara'da toplanan II. Hey'et-i İlmiye'de Dârülfünun'un nasıl yoluna devam edeceğine dair tartışmalar yapıldıysa da anlamlı bir adım atılmadı. Bu süreçte önemli değişimlerden biri Dârülfünun binasının değişmesi oldu. Lozan Antlaşması sonrasında işgal askerlerinin şehri boşaltmasının ardından o zamana kadar Erkân-ı Harbiye-yi Umûmiye (Genel Kurmay Başkanlığı) binası olarak kullanılan bugünkü İstanbul Üniversitesi merkez binası Dârülfünun'a tahsis edildi.

"Tevhîd-i Tedrisat Kanunu" ile Maarif Vekâleti'ne devredilen medreseler bir hafta sonra kapatıldı ve böylece yüzyıldır devam eden iki farklı yükseköğretimin bir kanadına son verildi (bk. Tevhîd-i Tedrisat). Aynı yasa gereği, dinî araştırmalar yapmak amacıyla Dârülfünun'a bağlı İlahiyat Fakültesi'nin kurulması kararlaştırıldı. Bu adla bir fakülte kurulduysa da kısa bir süre sonra bütçe, personel, mezunlarına istihdam sınırlaması vb. sebeplerle tamamıyla işlevsiz hale getirildi, 1933 reformunda kapatıldı (bk. Üniversite Reformu (1933)).

1 Nisan 1924'te Türkiye Büyük Millet Meclisi Dârülfünun'a hükmî şahsiyet tanıyarak, ilmî, idarî ve malî bakımdan muhtar bir hüviyet verdi ve bu imtiyaz 1933'e kadar sürdü. Böylece Dârülfünun ilmî, malî ve idarî bakımdan özerk/özgür hale getirilerek dünyadaki benzerlerine nispetle çok yüksek bir seviyeye ulaştı. Ancak Dârülfünun'a tanınan bu ayrıcalık 1933'e kadar devam edebildi. Bu tarihten sonra 1946'ya kadar Maarif Vekâleti'ne bağlı bir müdürlüğe dönüştürüldü.

İlmî, idarî ve kısmen malî özerklik kazanan Dârülfünun, inkılapları coşkulu olmasa da desteklemiştir. 1928'de başlayan Türkçe ibadet, dinin millîleştirilmesi gibi projelere Dârülfünun hocaları katkı verdi, harf inkılabı desteklendi ve yeni harflere geçişin faydaları anlatıldı. 1929'dan itibaren kuruma eleştiriler başladı ve kapsamlı reform çalışmalarına başlandı.

1930'da Albert Malche davet edildi ve kendisinden Dârülfünun hakkında ayrıntılı bir rapor istendi. 1 Haziran 1932 tarihli doksan beş sayfalık raporda İstanbul Dârülfünunu'nun teşkilat yapısı, programı, kütüphanesi, derslikleri ve personel yapısı gibi konulara ayrı ayrı değinilerek eksiklikler belirlenmiş, yapılması gerekenler sıralanmıştır. Yapılan hazırlıklar ve tartışmalar neticesinde İstanbul Dârülfünunu'nun ilgası ve yerine yeni esaslar dahilinde bir İstanbul Üniversitesi teşkiline dair kanun layihası, İcra Vekilleri Heyeti'nin 15 Mayıs 1933 tarihli toplantısında görüşülerek 18 Mayıs 1933'te Türkiye Büyük Millet Meclisi'ne gönderilmiş ve 31 Mayıs 1933'te 2252 sayılı kanun kabul edilmiştir. Bu kanuna göre İstanbul Dârülfünunu ve ona bağlı bütün müesseseler kadro ve teşkilatlarıyla beraber 31 Temmuz 1933'ten itibaren kaldırılmıştır. Yeni kadroya 151 müderris, muallim ve müderris muavininden yalnız 59 kişi alınmıştır. 73 asistanın tamamı kadro dışı kalmıştır. Böylece Osmanlı Devleti'nin deneme yanılma ve ısrarlı mücadelesi sonucunda kendine özgü bir yapı ve anlayışla inşa edilmiş olan yükseköğretim kurumunun faaliyeti sona erdi (bk. Üniversite Reformu 1933).

Dârülfünun hakkında Türkiye'de çok sayıda nitelikli araştırma yapılmıştır. Konuyla ilgili ilk çalışma Mehmet Ali Ayni'ye aittir. İlerleyen zamanlarda Ekmeleddin İhsanoğlu ve Emre Dölen tarafından mufassal çalışmalar yapılmıştır. Dârülfünun'un Türkiye'de kurumsal tarihi, reformları, personeli, ders programları, yayınları vb. nitelikleri geniş biçimde araştırılan kurumlardan biri olduğu söylenebilir.